Hücre içindeki serbest ATP efor sırasında birkaç saniye yeterli olur, bundan sonra ATP’nin sentezi söz konusudur. Kreatin fosfat ilk başvurulan kaynaktır. Fosfoenol piruvat ve 1,3-bifosfogliserat glikolizde substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezinde kullanılır. Karbamoil fosfat üre ve primidin sentezinde yüksek enerjili ara bileşiktir ancak direkt ATP sentezinde kullanılmaz.