四氫葉酸是一碳基團轉移酶的輔酶,具有傳遞一碳基團的作用,是許多生物合成反應所必需的輔酶,其分子中的N5和N10是結合一碳基團的部位。因一碳基團是生物體內合成嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的原料之一,所以葉酸在核酸的生成過程中起著重要作用,并對蛋白質的合成和細胞的生長產生影響。
若機體內缺乏四氫葉酸,則使多種生物合成反應受阻;高等動物最典型的表現為血紅細胞的發育和成熟受到影響,易發生巨幼紅細胞性貧血癥;人在懷孕期,由于需要量增高可導致缺乏,嚴虧者可使胎兒發生神經管畸形。