胸苷酸合成酶是催化由5，10-二甲基四氢叶酸将尿嘧啶脱氧核苷酸甲基化而合成5＇-胸[腺嘧啶脱氧核]苷酸的反应，与DNA合成所必需的胸[腺嘧啶脱氧核]苷酸生成有关的酶。