细胞主要通过两种方式来合成ATP，即底物水平磷酸化和氧化磷酸化。这两种途径在不同的代谢过程中发挥着作用，并且具有各自的特点。
1. 底物水平磷酸化：这种方式是在糖酵解、三羧酸循环（TCA循环）等代谢途径中发生的。当高能化合物如1,3-二磷酸甘油酸或磷酸烯醇式丙酮酸通过特定的酶催化，将一个磷酸基团转移到ADP上生成ATP时，就完成了底物水平磷酸化过程。这种方式不需要氧气参与，可以在无氧条件下进行；而且反应效率较高，在短时间内可以迅速产生少量ATP以满足细胞紧急需求。
2. 氧化磷酸化：这是在有氧情况下，线粒体内膜上的电子传递链与质子梯度共同作用下生成ATP的过程。首先，NADH或FADH2等还原型辅因子将电子传给电子传递链上的复合物I、III和IV，在此过程中会形成跨膜的质子梯度；然后，通过ATP合酶利用这个梯度能量催化ADP与无机磷酸结合生成ATP。氧化磷酸化的效率非常高，能够产生大量的ATP（每消耗1个葡萄糖分子可净生成约30-32个ATP），但需要在有氧环境下才能顺利进行。

总的来说，底物水平磷酸化和氧化磷酸化都是细胞内重要的能量生产机制，它们相互补充，共同维持着细胞的能量供应。