磷酸肌酸是在 肌肉或其他 兴奋性 组织（如脑和 神经）中的一种 高能磷酸化合物，化学式为C ₄H ₁₀N ₃O ₅P，是高能磷酸基的暂时贮存形式。磷酸肌酸水解时，每 摩尔 化合物释放10.3千卡的 自由能，比 ATP释放的能量（每摩尔7.3千卡）多些。磷酸肌酸能在 肌酸激酶的催化下，将其磷酸基 转移到 ADP分子中。当一些ATP用于 肌肉收缩，就会产生ADP。这时，通过 肌酸激酶的作用，磷酸肌酸很快供给ADP以磷酸基，从而恢复正常的ATP高水平。由于肌肉细胞的磷酸肌酸含量是其ATP含量的3～4倍，前者可贮存供短期活动用的、足够的磷酸基。在活动后的恢复期中，积累的肌酸又可被ATP磷酸化，重新生成磷酸肌酸，这是同一个酶催化的逆反应。因为细胞中没有其他合成和分解磷酸肌酸的 代谢途径，此化合物很适合完成这种暂时贮存的功能。在许多 无脊椎动物中， 磷酸精氨酸代替磷酸肌酸为能的贮存形式。可用人的短跑为例说明磷酸肌酸的功能。肌肉中磷酸肌酸的含量为17微摩尔/克，全速短跑可消耗磷酸肌酸13微摩尔/克，故它仅可作为最初4秒钟的能量来源，但它可提供时间来调节糖酵解酶的活性，使肌肉通过酵解得到能量。