環化酶（）是，廣泛存在于原核和真核生物。環化酶中，分子量約為190 000，是一個很大的膜蛋白，它緊緊地結合在細胞膜內側。
cAMP是代謝調節劑之一，由于激素被認為是信使分子，它則被稱為“第二信使”。許多激素（如促腎上腺皮質激素）雖然作用于靶細胞但并不進入細胞內，而與細胞膜外側的專一受體結合形成激素-受體絡合物。此絡合物并不能直接使腺苷酸環化酶活化，而是由G調節蛋白居間傳遞信息。
激素-受體絡合物促使細胞內的鳥苷三磷酸GTP與G蛋白上結合著的GDP進行交換形成GTP-G蛋白絡合物，后者能使腺苷酸環化酶活化。腺苷酸環化酶的催化部位面向細胞膜內側的胞液，催化ATP分子形成cAMP，cAMP濃度增高的結果影響了很多受cAMP控制的酶活性，使其升高或降低。
幾種細菌毒素也能以類似的方式促使腺苷酸環化酶活化。例如霍亂毒素可通過G蛋白使cAMP蛋白激酶活化，從而顯著提高cAMP濃度，可破壞腸粘膜上皮細胞保持水分的能力，導致機體脫水而死亡。