W komórce zachodzi jednocześnie wiele różnych procesów chemicznych. Przemianom materii towarzyszą przemiany energii. Zgodnie z zasadą zachowania energii jest ona wielkością stałą we wszechświecie i nie może zostać wytworzona ani zniszczona: energia zmagazynowana w wiązaniach chemicznych związków organicznych dostarczanych z pożywieniem (m.in. cukrów, tłuszczów i białek) może ulegać jedynie przemianom jednej formy energii w inną. Energia uwalniana podczas reakcji katabolicznych może zostać wykorzystywana przez reakcje anaboliczne wymagające jej nakładów. Oba rodzaje reakcji zachodzą równocześnie, ale najczęściej w innych przedziałach komórkowych – dlatego ich sprzężenie jest możliwe jedynie dzięki przeniesieniu energii. Funkcję uniwersalnego nośnika energii pomiędzy tymi reakcjami pełni ATP, czyli adenozyno‑5’-trifosforan.