共通的羧基末端还原酶区，与细胞色素P450还原酶一致。另外，它们亦有一个共通含有原血红素辅基的氨基末端加氧酶区，在中间连接着蛋白质及钙调素结合区。这个结合就好似是一个分子的开关，容许电子由还原酶区的黄素辅基流动至原血红素，这样可以帮肋将O及精氨酸转化为一氧化氮及瓜氨酸。每一种异构体的加氧酶区亦包含一个BH辅基，是有效产生一氧化氮的重要因素。与其他酶不同的是，BH在其他酶中是还原当量的来源及由二氢生物蝶呤还原酶（EC1.5.1.33）来还原，但在一氧化氮合酶中BH放出一颗电子使原血红素所携带的O活跃化后，回收