的线粒体三羧酸循环中，该酶与丙酮酸脱氢酶和二氢硫辛酰基乙酰基转基酶一起组成中丙酮酸脱氢酶复合体，同时该酶亦是α-酮戊二酸脱氢酶复合体中的一个组分。二氢硫辛酰胺脱氢酶的主要任务是负责将复合物中另一组分硫辛酰胺转乙酰基酶（或二氢硫辛酰琥珀酰转移酶）的辅基二氢硫辛酰胺脱氢从而转化为氧化型硫辛酰胺，该酶也是线粒体甘氨酸剪切体系的组分。