Grupa ta ma charakter bezwodnika kwasowego i składa się z trzech reszt fosforanowych, oznaczanych kolejno literami alfabetu greckiego alfa α, beta β i gamma γ (począwszy od połączonej wiązaniem estrowym z rybozą, a na najdalszej od niej skończywszy).

Adenozynotrójfosforan dobrze rozpuszcza się w wodzie (dzięki licznym grupom hydrofilowym), zachowuje stabilność w pH pomiędzy 6,8 i 7,4, jednak w kwasie lub zasadzie szybko hydrolizuje. Przechowuje się go najlepiej w formie bezwodnej soli.

Źródłem energii w większości procesów biochemicznych przebiegających z udziałem ATP jest pękanie wysokoenergetycznego wiązania bezwodnikowego pomiędzy resztami fosforanowymi. Wiązanie pomiędzy resztami fosforanowymi β i γ jest wiązaniem o największej wartości energetycznej. „Przenoszenie energii” z ATP na inne związki polega na fosforylacji tych związków przez ATP, np. :

Natomiast hydroliza ATP nie dostarcza energii innym reakcjom, jest natomiast punktem odniesienia do rozważań energetycznych (co może przyczyniać się do mylnego rozumienia mechanizmu działania ATP).