ATP-syntase er den almindelige betegnelse for et enzym, der kan danne ATP ud fra ADP og uorganisk fosfat under forbrug af én eller anden form for energi. Den energi findes ofte som protoner, der føres ned langs en elektrokemisk gradient, sådan som det sker i grønkornene og mitokondrierne. Den generelle rækkefølge i processen er sådan:
Disse enzymer er afgørende vigtige i næsten alle organismer, for ATP er cellernes ”energi-møntfod”.
Det antibiotiske stof, oligomycin, har sin virkning ved at hæmme FO enheden i ATP-syntase.