跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需的物质并输出毒物、代谢废物以及其它可能阻碍细胞进程的物质。例如，钠钾ATP酶（又称为钠/钾离子ATP酶）能够调节细胞内钠/钾离子的浓度，从而保持细胞的静息电位；氢钾ATP酶（又称为氢/钾离子ATP酶或胃质子泵）可以使胃内保持酸化环境。

ATP是三磷酸腺苷的英文缩写符号，它是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20.92kJ/mol(千焦每摩尔)以上的磷酸化合物，ATP水解时释放的能量高达30.54kJ/mol。ATP的分子式可以简写成A-P～P～P。简式中的A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，叫做高能磷酸键。

ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时能够释放出大量的能量，ATP分子中大量的化学能就储存在高能磷酸键中。

部分ATP酶是内在膜蛋白，可以锚定在生物膜上，并可以在膜上移动；这些ATP酶又被称为跨膜ATP酶。