thumb|300 px|Struktura dimerycznej ludzkiej syntazy tlenku azotu Syntaza tlenku azotu (NOS, EC 1.14.13.39) – enzym przeprowadzający reakcję syntezy tlenku azotu(II) z reszty azotowej aminokwasu L-argininy w obecności NADPH i tlenu cząsteczkowego. NOS jest jedynym znanym białkiem enzymatycznym wiążącym się z FAD, FMN, hemem, tetrahydrobiopteryną (BH4) i kalmoduliną.
Klasyfikacja Obecności NOS w komórkach jako pierwsi dowiedli w doświadczeniach na króliczych aortach odkrywcy czynnika EDRF (czyli NO) Furchgott i Zawadzki w 1980 roku. Od tego czasu stwierdzono istnienie różnych typów syntazy tlenku azotu u wielu organizmów. Klasyfikacja NOS człowieka przedstawia się następująco: Nazwa Geny Locus Opis Neuronalna NOS (nNOS lub NOS1) NOS1 12 q24.22 Synteza NO w tkankach nerwowych ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego; sygnalizacja międzykomórkowa. Indukowalna NOS (iNOS lub NOS2) NOS2A, NOS2B, NOS2C 17 q11.2-q12, 17p13.1-q25, 17p13.1-q25 Komórki układu odpornościowego, komórki układu sercowo-naczyniowego. Wolnorodnikowe właściwości NO używane są przez makrofagi do niszczenia patogenów. Endotelialna NOS (śródbłonkowa NOS, eNOS lub NOS3 albo konstytutywna NOS, cNOS) NOS3 7 q36 Synteza NO w naczyniach krwionośnych, regulacja funkcji naczyń.