nNOS(NOS1)和eNOS(NOS3) 為鈣依賴型，iNOS(NOS2)為鈣非依賴型。nNOS也存在于心肌組織中NOS以L-精氨酸為底物，利用氧生成NO和L-瓜氨酸。NOS還能生成氧化產物神經型一氧化氮合酶（縮寫nNOS或NOS1）
于中樞神經系統及周圍神經系統的神經組織內產生一氧化氮，并且協助細胞通訊及與原生膜聯合。
誘導型一氧化氮合酶（縮寫iNOS或NOS2）
利用一氧化氮的氧化應激（自由基），協助巨噬細胞在免疫系統中對抗病原體。它亦存在于心血管系統內。與建構型一氧化氮合酶不同，它只是在細胞受到刺激而被激活后才發揮功效，并且所生成的一氧化氮數量亦較多。
內皮型一氧化氮合酶（縮寫eNOS或NOS3）
于血管內產生一氧化氮及協助調節血管功能，是與原生膜所包圍的細胞及與細胞內的高基氏體膜聯合。