生物化學中把含磷酸酯鍵或硫酯鍵的化合物水解時每摩爾釋出的能量大於30kJ者，稱為高能化合物。而其所含的磷酸鍵稱高能磷酸鍵，硫酯鍵為高能硫酯鍵，一般用符號“～”表示之。

高能化合物及其種類

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高能化合物 高能化合物種類 高能化合物結構 實 例 △G0"KJ/mol

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焦磷酸化合物 高能焦磷酸酯 ATP、GTP等 －30.5

胍基磷酸化合物 胍基磷酸 肌酸磷酸 －43.9

醯基磷酸化合物 醯基磷酸酯 甘油酸－1，3－二磷酸 －49.3

烯醇式磷酸化合物 烯醇磷酸酯 烯醇丙酮酸磷酸 －61.9

高能硫代酯化合物 高能硫代酯 RCO～S·CoA 乙醯輔酶A －34.3

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在生物體的能量代謝中，ATP為最關鍵性的高能化合物，是生命活動中的直接供能者，生物體需要利用能量時，都是從高能化合物ATP水解中得到。ATP的生成，概括起來有兩種方式：底物水平磷酸化，氧化磷酸化（電子傳遞水平磷酸化）。