Leben bedarf der dauernden Zufuhr von chemischer Energie. Da sich lebende Zellen mit ihren komplexen Stoffgemischen und Stoffflüssen weit entfernt vom thermodynamischen Gleichgewicht befinden (müssen) (vgl. Kap. 10), sind sie nur so lange betriebsfähig, wie über ihre miteinander kooperierenden Kompartimente (Cytosol und Zellorganellen) gebundene Energie weitergegeben wird. Der dazu erforderliche Energieaufwand dient unter anderem dazu, Synthesen zu betreiben und Bausteine für das Wachstum bereitzustellen, Bewegungsprozesse zu ermöglichen oder Ungleichgewichte (beispielsweise Membranpotenziale oder Konzentrationsunterschiede) aufrechtzuerhalten (vgl. Kap. 1 und 12).