La tirosina hidroxilasa (TH) se encuentra en todas las células que sintetizan catecolaminas y es el enzima de cantidad limitada en sus rutas biosintéticas. La TH es una oxidasa de acción combinada que usa el oxígeno molecular y la tirosina como sustratos y la biopteridina como cofactor. Cataliza la adición de un grupo hidroxilo a la meta posición de la tirosina, formando de esta manera 3,4-hidroxi-L-fenilalanina (L-dopa). A pesar de la disponibilidad de tirosina no limita ordinariamente la proporción de síntesis de aminas, el cofactor biopterina podría estar en concentraciones subsaturadas dentro de las neuronas que contienen catecolaminas, y de esta manera podría jugar un importante papel en la regulación de la biosíntesis de la adrenalina.