Trong tế bào, năng lượng tồn tại và được chuyển hóa dưới nhiều dạng khác nhau, bao gồm: 1. Năng lượng hóa học: Đây là dạng năng lượng lưu trữ trong các phân tử như ATP (adenosine triphosphate) – nguồn năng lượng trực tiếp cho các phản ứng sinh hóa của tế bào. Ngoài ra, các phân tử khác như NADH, FADH2 cũng chứa năng lượng hóa học được dùng trong quá trình tổng hợp ATP qua chuỗi truyền điện tử. 2. Năng lượng điện hóa: Ở mức độ màng tế bào hoặc màng bên trong ty thể, sự khác biệt về nồng độ ion (đặc biệt là proton H⁺) tạo ra gradient điện hóa, là nguồn năng lượng để tổng hợp ATP thông qua cơ chế phosphoryl hóa đẩy. 3. Năng lượng quang học: Tại tế bào của thực vật (và một số vi sinh vật quang hợp), năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi các sắc tố (như diệp lục) và chuyển hóa thành năng lượng hóa học qua quá trình quang hợp. 4. Năng lượng cơ học: Mặc dù không phải hình thức lưu trữ năng lượng lâu dài, nhưng sự chuyển động, co giãn và thay đổi hình dạng của tế bào (như quá trình co bóp cơ) đều cần sự chuyển hóa và sử dụng năng lượng. Tóm lại, trong tế bào, năng lượng chủ yếu được lưu trữ và sử dụng dưới dạng hóa học (ví dụ như ATP, NADH, FADH2), nhờ đó tế bào có thể thực hiện các phản ứng trao đổi chất và cấu trúc cần thiết cho sự sống.