Syntaza ATP jest enzymem, który odgrywa istotną rolę w dodawaniu fosforanu do ADP lub dwufosforanu adenozyny, tworząc ATP lub trójfosforan adenozyny. Enzym znajduje się w mitochondriach komórka, w której występuje synteza ATP.
Syntaza ATP katalizuje reakcję łączenia ADP lub dwufosforanu adenozyny z pojedynczą jednostką fosforanową w celu uzyskania ATP. Sam enzym jest złożoną maszyną zbudowaną z pompy jonowej i dwóch silników molekularnych, które zasilają enzym.
Reakcja jest stymulowana, gdy protony są przepychane przez gradient protonów błony komórkowej - gradient protonu znajduje się w mitochondriach. Jony wodorowe obecne w gradiencie działają jak źródło energii dla syntazy ATP i pomagają w tworzeniu ATP przez dodanie jednego fosforanu do już obecnego difosforanu adenozyny.
ATP jest potężnym źródłem energii przechowywanym w nukleoplazmie i cytoplazmie komórek. Cząsteczka ma znaczenie dla operacji komórkowych. Energia z ATP jest uwalniana, gdy cząsteczka traci grupę fosforanową, która w ten sposób tworzy ADP. Proces jest następnie zawracany do ATP za pomocą syntazy ATP, ponieważ cząsteczka ADP przechodzi przez mitochondria. ADP i ATP odgrywają ważną rolę w produkcji i wykorzystaniu energii. Ich cykliczna zależność pozwala skutecznie przywrócić energię komórkową.