生物体内，甲基丙二酸与辅酶A通过硫酯键结合成甲基丙二酰辅酶A，再通过甲基丙二酰辅酶A变位酶异构化为琥珀酰辅酶A（维生素B为辅酶），以这种方式进入三羧酸循环，这是有机体回补反应之一。
病理学.甲基丙二酸在血液中的浓度通常由气相色谱法或质谱法测得，在健康人中为73-271 nmol/L。