C'est la voie la plus rapide. La phosphocréatine, stockée dans les muscles, donne rapidement un phosphate à l'ADP (adénosine diphosphate) pour le reconvertir en ATP. Cette réaction est idéale pour fournir de l'énergie pendant les efforts de très courte durée et de haute intensité, comme un sprint ou un soulèvement lourd. La réserve de PCr se déplete rapidement et nécessite environ 1 à 2 minutes pour se reconstituer.

Lorsque les réserves de PCr commencent à s'épuiser, la glycolyse prend le relais. C'est un processus qui dégrade le glucose (ou le glycogène stocké dans les muscles) pour produire de l'ATP. La glycolyse peut fonctionner de manière anaérobie (sans oxygène) ou aérobie (avec oxygène). La forme anaérobie produit rapidement de l'énergie, mais aussi de l'acide lactique, ce qui peut conduire à une fatigue musculaire.

Lors d'exercices d'endurance, lorsque l'oxygène est disponible en quantité suffisante, le glucose, les graisses et, dans une moindre mesure, les protéines sont décomposés pour produire de l'ATP dans les mitochondries des cellules. Cette voie est beaucoup plus lente que les deux premières, mais elle produit une grande quantité d'ATP et peut fonctionner tant que le corps dispose de carburant et d'oxygène.

Lorsque les exercices durent encore plus longtemps, le corps commence à décomposer les graisses pour produire de l'ATP. La bêta-oxydation est le processus par lequel les acides gras sont décomposés dans les mitochondries pour générer de l'ATP.