人間が筋肉を動かすためのエネルギーには、ATPと呼ばれる高エネルギー性の化合物が利用される。ATPはAdenosine Tri-Phosphate（アデノシン3リン酸）の略で、アデニン、リボース、3つのリン酸から構成されている。ATPから1つのリン酸が離れADP（Adenosine Di-Phosphate：アデノシン2リン酸）に分解されるときに生じるエネルギーを利用し、筋収縮が行われている。

しかし、筋内に貯蔵されているATPの量はごく限られている為、運動を続けるにはATPの再合成や産生が必要となる。ATPを再合成あるいは産生する経路は大きく3つ存在し、それぞれ「ATP-CP系」「解糖系（乳酸系）」そして「有酸素系」と呼ばれる。これら3つの経路にはそれぞれ特徴があり、運動時間や強度によって貢献度が変化する（図1）。

図1.　筋肉を動かす３つのエネルギー供給系

ATP-CP系
ATPはごく僅かな量しか筋中に貯蔵されていない。そのため大きな力を生み出すと筋内のATPは瞬く間に涸渇してしまう。そこで、ATPの消費が激しい器官においてはATPを再合成生する機構が備わっている。
ATP-CP系は、筋内のクレアチンがリン酸と結合してクレアチンリン酸となり、ADPにリン酸を与えることでATPを再合成するという働きを担っている。しかしながら、クレアチンリン酸の貯蔵量も限られており、ATP-CP系の持続時間は~8秒程度であると言われている。尚、この経路は酸素を代謝の過程で必要としない嫌気的代謝である。

図2.　ATP-CP系におけるATP再合成

解糖系（乳酸系）
筋内に貯蔵されている糖質（炭水化物）、すなわちグリコ―ゲンはピルビン酸に分解される。ピルビン酸はミトコンドリアで代謝されるが、急激にグリコーゲンが分解される場合、すなわちエネルギー需要が急激に高まった状態では、ピルビン酸は一時、嫌気的に乳酸へと還元される。グリコーゲンがピルビン酸へと分解され、そして乳酸へと還元される一連の反応経路を解糖系と呼び、この時に発生するエネルギーがATPの産生に用いられる。
この経路によっては、30~60秒程度最大限の筋収縮が可能であると言われている。尚、参考書等では、解糖系の他に乳酸系と表記されることもある。

図3.　解糖系（乳酸系）におけるATP産生

有酸素系
この経路では、ピルビン酸や、脂肪が分解し遊離脂肪酸から生成されたアセチルCoAがミトコンドリア内でTCA回路（トリカルボン酸回路：Tricarboxylic acid）に取り込まれ、複雑な過程を経て処理される。その後、電子伝達系に入り、そこで多くのATPが再合成される。
この経路は大変複雑であり、また代謝の過程で酸素を必要とする為に（好気的）、先に挙げた2つのエネルギー供給系と異なり瞬間的なエネルギー供給には不向きである。しかしながらエネルギーの供給量は大きいため、有酸素系のATP産生によって長時間の運動が可能となる。