生成ATP的主要途径有三种，分别是糖酵解、三羧酸循环（也称为柠檬酸循环或克雷布斯循环）和氧化磷酸化。
1. 糖酵解：是在细胞质中进行的一系列酶促反应，能够将葡萄糖分解成两分子的丙酮酸。这个过程在无氧条件下也可以发生，并产生少量ATP以及还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）。每分子葡萄糖通过糖酵解可净生成2个ATP。
2. 三羧酸循环：是在线粒体基质中进行的一系列反应，丙酮酸首先转化为乙酰辅酶A后进入该循环。在这个过程中，乙酰辅酶A与草酰乙酸结合形成柠檬酸，经过一系列的化学转换最终又生成了草酰乙酸，并伴随产生了大量的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和少量的ATP。
3. 氧化磷酸化：是在线粒体内膜上进行的过程，在这个过程中，前面两个阶段产生的NADH和FADH2通过电子传递链将电子传递给氧气生成水。此过程伴随着质子从线粒体基质泵入内膜外侧的空间形成电化学梯度，随后这些质子通过ATP合成酶回流到基质中，驱动ATP的合成。氧化磷酸化是细胞产生ATP最有效率的方式，可以产生大量的ATP。
这三种途径共同作用于细胞的能量代谢过程，确保了生物体能够有效地利用食物中的能量来支持各种生命活动。
