Gan ATP, gan mitohondriji ir būtiski cilvēka šūnu funkcionēšanai. Ķermenis enerģijas iegūšanai izmanto adenozīna trifosfātu (ATP), un mitohondriji ir organoīdi, kuros enerģija tiek ražota katrā no šīm šūnām. Konkrēti, ATP veidojas mitohondriju iekšējās membrānas krokās. Jo vairāk kroku jeb kristu ir mitohondriona membrānai, jo vairāk ATP tā var ražot.
Katrā eikariotu šūnā ir viens vai vairāki mitohondriji atkarībā no šūnas mērķa un no tā, cik daudz enerģijas šūnai parasti nepieciešams funkcionēt. Katram mitohondrijam ir gluda ārējā membrāna un ļoti salocīta iekšējā membrāna. Iekšējā membrāna satur elektronu transportēšanas ķēdi, ko izmanto šūnu elpošanā. Šūnu elpošana ir process, kurā pārtikā uzkrāto ķīmisko enerģiju pārvērš enerģijā, ko var izmantot organismā, proti, ATP.
Cilvēkiem elektronu transportēšanas ķēde ir pēdējais solis aerobajā šūnu elpošanā. Uzbudināts elektrons tiek nodots pa proteīnu ķēdi, kas iestrādāta mitohondrija iekšējā membrānā. Pie katra proteīna tiek atbrīvota daļa enerģijas, un šī enerģija tiek izmantota, lai adenozīna difosfātam (ADP) pievienotu papildu fosfātu grupu, lai izveidotu vienu ATP molekulu. Elektronu transportēšanas ķēde var radīt līdz 34 ATP molekulām ciklā atkarībā no šūnas veida un vides apstākļiem.
ATP un mitohondriju daudzums šūnā ir atkarīgs no tās funkcijas. Šūnām, kurām nepieciešams vairāk enerģijas, piemēram, muskuļu šūnām, parasti ir vairāk mitohondriju nekā dažās citās šūnās. Turklāt šiem mitohondrijiem ir vairāk kristālu. Tā kā kristāli ir elektronu transportēšanas ķēžu atrašanās vietas, šūnas ar vairāk mitohondriju un vairāk kristālu var ražot vairāk ATP. Vides skābuma vai temperatūras izmaiņas var izraisīt proteīnu, kas veido mitohondriju iekšējo membrānu, izvēršanos, un šūna var zaudēt daļu savas spējas ražot ATP.
ATP veidošanās mitohondrijās ir atkarīga arī no skābekļa klātbūtnes. Skābeklis ir pēdējais elektronu akceptors elektronu transportēšanas ķēdē. Ja nav pieejams pietiekami daudz skābekļa, elektronu transportēšanas ķēde atgriežas un nedarbosies ATP ražošanā. Lielākā daļa organismu šajā gadījumā tiek fermentēti, lai iegūtu minimālu ATP daudzumu, lai turpinātu regulāras ķermeņa funkcijas. Ilgstoši periodi bez pietiekama skābekļa daudzuma var radīt neatgriezeniskus dažādu ķermeņa daļu bojājumus enerģijas trūkuma dēļ.
ATP atbrīvo enerģiju, pārtraucot saiti, kas satur vienu no trim fosfātu grupām ar adenozīnu. Katrā no šīm saitēm ir liels enerģijas daudzums, ko ķermenis var izmantot. Ja tiek atbrīvota fosfātu grupa, ATP kļūst par ADP molekulu. Vēl vienu fosfātu grupu var atdalīt, lai iegūtu adenozīna monofosfātu (AMP). AMP var iegūt fosfātu grupu, lai izveidotu ADP, un, ja tiek pievienota cita fosfātu grupa, izmantojot enerģiju no elektronu transportēšanas ķēdes mitohondrijās, tā atkal kļūst par ATP.