ATP合成酶，又稱FoF?-ATP酶在細胞內催化能源物質ATP的合成。在呼吸或光合作用過程中通過電子傳遞鏈釋放的能量先轉換為跨膜質子(H+)梯差，之后質子流順質子梯差通過ATP合酶可以使ADP+Pi合成ATP。
ATP合酶（ATP synthase）廣泛分布于線粒體內膜，葉綠體類囊體，異養菌和光合菌的質膜上，參與氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜質子動力勢的推動下合成ATP。分子結構由突出于膜外的F1親水頭部和嵌入膜內的Fo疏水尾部組成。
