人体内同型半胱氨酸作为蛋氨酸代谢的中间产物，其本身并不参与蛋白质的合成。蛋氨酸分子含有S-甲基；在与ATP作用生成S-腺苷蛋氨酸后，可通过各种转甲基作用为体内已知的约50多种具有重要生理活性的物质提供甲基。S-腺苷蛋氨酸在甲基转移酶作用下将甲基转移至另一物质后，生成S-腺苷同型半胱氨酸，后者进一步脱去腺苷，生成同型半胱氢酸。由此可知，同型半胱氨酸是S-腺苷同型半胱氨酸脱腺苷后的产物，而非其形成的化合物。