Pomimo iż ergotioneina występuje u różnych organizmów, niewiele z nich może ten związek samodzielnie syntezować. Większość czerpie go z pokarmu (np. zwierzęta) lub z gleby (np. rośliny). Wytwarzają go jedynie niektóre promieniowce (np. Mycobacterium smegmatis) oraz grzyby (np. Neurospora crassa, Schizosaccharomyces pombe). Nie potrafią tego natomiast paciorkowce oraz bakterie z gatunków: Bacillus subtilis, Escherichia coli, Proteus vulgaris, a także grzyby zaliczane do Saccharomycotina. Szlak metaboliczny prowadzący do powstania ergotioneiny rozpoczyna się od metylacji histydyny. Powstaje w ten sposób hercynina (N,N,N-trimetylohistydyna), będąca prekursorem ergotioneiny. Atom siarki w związku pochodzi natomiast z cysteiny.
Właściwości Jak większość związków zawierających grupę tiomocznikową (tiokarbamidów), ergotioneina jest mniej podatna na alkilowanie (np. przez malemidy), w porównaniu do tioli (np. glutation). Nie ulega ona także utlenianiu pod wpływem powietrza. W kwaśnym środowisku ulega jednak powolnemu (trwającemu kilka dni) utlenieniu do formy disiarczkowej.