一、ATP来源：
肌肉收缩能量的直接来源是 ATP，透过 ATP 分解所释放的能量才是肌细胞可以直接利用的能源，ATP 的结构包含三个主要部分：含氮盐基（腺嘌呤）、核糖（五碳糖）及磷酸。ATP 是由 ADP 与游离磷酸根形成（ADP+Pi）大量的能量储存在 ADP 与游离磷间之化学键中，此一化学键便称为高能键。当 ATP 遇到 ATP时，此一化学键就会被打断而释放出能量，此能量便可利用来做功。摄取食物的最终目的即是分解合成可利用的 ATP，以供生理需求的反应来使用。
临床上会依运动的主要能量来源，简单将之分为训练肌力、肌耐力、或心肺耐力型的运动，但实际上ATP的来源是有可能同时、或有顺序性发生的。
ATP 的来源可经由三种管道，分别为：

1.磷酸肌酸系统：磷酸肌酸系统　
此为一较简单的系统，因为只需要单一酵素催化反应。
磷酸肌酸为肌细胞中一种具高能磷酸键的物质，是刚开始运动时的主要能量来源。
此反应靠肌酸催化进行，当 ATP 被分解成 ADP 及游离磷的同时，磷酸肌酸也立刻释放出能量使 ATP 再次形成，但肌肉中的磷酸肌酸数量有限，仅能提供一开始及短期高强度活动的能量需求，属于即时能源，而后续的能量来源就必须仰赖另外两个系统。
至于磷酸肌酸的再形成则发生在运动的恢复期，由葡萄糖氧化的能量提供肌酸再次恢复成磷酸肌酸。

2.无氧系统：无氧系统
此系统不需要氧气的参与，只使用糖类（包括葡萄糖及肝糖）做为燃料，而因为此路径利用葡萄糖制造 ATP，所以也叫做糖酵解作用；又在此过程中会乳酸的产生，因此又称乳酸系统。
糖酵解作用发生在细胞质内，经由一连串的酵素催化后，每个葡萄糖分子可生成 2 个ATP及 2 个丙酮酸或乳酸。若受质为肝糖则净生成 3 个ATP。在生物能途径中氢离子是常被携带分子从受质中移走的物质，其中两种重要的携带分子为NAD及FAD，此两者在有氧系统生成 ATP 的过程扮演重要的角色。NAD在接受氢离子之后转换成NADH，在糖酵解的反应中需要 2 个 NAD 的参与。而转换后的NADH要再次形成NAD则有两种途径：当氧足够时，NADH可进入粒线体帮助有氧生成ATP；若氧不足粒线体无法接收氢离子时，则由丙酮酸接收氢离子形成乳酸，并再生成 NAD，此过程需要乳酸去氢的催化。因此乳酸的形成可回收NAD而使糖酵解作用能继续进行。
总括而言，此无氧系统可视受质不同分解成乳酸及两个或三个ATP，约为有氧系统的5%，此系统的好处为能快速提供ATP，用于至 3 分钟内完成的运动，如短跑或闭气潜水，属于短期能源。

3.有氧系统：
此系统顾名思义需要氧的参与，使用的燃料包含三大类营养素（糖类、蛋白质、脂肪），且没有乳酸的产生。此过程在粒线体中进行，并牵涉到两种代谢途径：克氏循环及电子传递链。
克氏循环又称柠檬酸循环，主要透过 NAD 及 FAD 做为氢离子的携带者完成糖类蛋白质与脂肪的代谢，在移出食物中氢离子的同时，产生的电子可进入电子传递链，与 ADP 及游离磷结合再形成 ATP，而氧则不参与克氏循环的反应，而是在电子传递链的最后当作氢离子的接受者形成水，此氧化产生 ATP 的过程又称氧化磷酸化。
A糖类：在进入克氏循环之前须先有 乙醯辅 的存在。乙醯辅可由三大类营养素分解而来，在此先探讨由六碳的葡萄糖经糖酵解后形成三碳的丙酮酸，再分解成二碳的乙醯辅过程，形成同时放出一个二氧化碳分子，接著乙醯辅即进入克氏循环与四碳的草醯乙酸形成六碳的柠檬酸，接下来经由一连串的反应后再度形成草醯乙酸并释放 2 个二氧化碳，借此不断的循环。在循环中形成的 3 个 NADH 与 1 个 FADH ，分别在进入电子传递链之后每一个 NADH 可生成 3 个 ATP ，每一个FADH 可生成 2 个 ATP 。
另外在克氏循环中尚生成一富含能量的复合物 GTP ，其磷酸根转化至 ADP 上亦可形成一个 ATP ，此一过程称作受质阶层磷酸化。
B脂肪：脂肪分解形成脂肪酸及甘油，脂肪酸可进行一系列的反应形成乙醯辅而进入克氏循环，而甘油虽可在肝脏中转换成糖酵解作用之中间产物，但此在人类身上并不常发生，因此甘油并非运动时的重要直接来源。
C蛋白质：蛋白质亦非运动时的主要能量来源，其贡献仅占 2% 至 15% 。蛋白质可由三种途径进入代谢过程：在分解成胺基酸后，某些胺基酸可转换成葡萄糖或丙酮酸，抑或乙醯辅，甚至克氏循环的中间物质，而能进行代谢反应。
在进入克氏循环完成受质氧化后，形成之 NADH 及 FADH 将进入同样位于粒线体中的电子传递链，目的在形成 ATP ，同时呼吸作用所吸入的氧气在此便做为氢离子的接受者而形成水。以葡萄糖为例，整个代谢结束后一共可生成 38 个 ATP ，其中 2 个来自无氧的糖酵解。

资料来源：国立台湾大学
二、提供能量顺序
1.细胞内储存的ATP（每克肌肉含4 mM），尽可以提供几秒而已
2.利用肌肉中的磷酸肌酸（creatine phosphate），每克肌肉约含有20mM，为上者的五倍，但仍很快就会用完（前面提过约15 秒左右）
3.中间阶段（at moderate levels）：做较久的运动则利用氧化磷酸化
a. 前面五到十分钟：以肝糖为原料
b. 接下来的三十分钟：借由血液送来燃料，以脂肪酸为主要来源

资料来源：brianmac

参见：骨骼肌(skeletal muscle)