チオラーゼは、アシルCoA2分子のクライゼン縮合（またはその逆反応）を触媒する酵素である。酵素学的には基質特異性によって以下のように分類されているが、いずれも同じタンパク質ファミリーに属している。
EC番号 酵素名 別名 基質 アセチルCoA C-アセチルトランスフェラーゼ チオラーゼII;アセトアセチルCoAチオラーゼ アセチルCoA + アセチルCoA アセチルCoA C-アシルトランスフェラーゼ チオラーゼI;3-ケトアシル-CoA チオラーゼ;β-ケトチオラーゼ アシルCoA + アセチルCoA 3-オキソアジピル-CoAチオラーゼ β-ケトアジピル-CoAチオラーゼ スクシニルCoA + アセチルCoA プロパノイルCoA C-アシルトランスフェラーゼ ペルオキシソーマルチオラーゼ2 3α,7α,12α-trihydroxy-5β-cholanoyl-CoA + プロパノイルCoA
チオラーゼIは主にアシルCoAの分解に作用しており、β酸化などに関わっている。チオラーゼIIは主にアセチルCoAからアセトアセチルCoAを合成しており、ケトン体やイソプレノイド、ステロイドなどの生合成に関わっている。