動物機體除直接從膳食中攝入牛磺酸外，還可以在肝臟中進行生物合成。蛋氨酸和半胱氨酸代謝的中間產物半胱亞磺酸經半胱亞磺酸脫羧酶（CSAD）脫羧成亞牛磺酸，再經氧化生成牛磺酸。而CSAD被認為是哺乳動物牛磺酸生物合成的限速酶，且與其他哺乳動物相比，人類CSAD活性較低，可能是因為人體內牛磺酸合成能力也較低。牛磺酸在體內分解后可參與形成牛磺膽酸及生成羥乙基磺酸。牛磺酸的需要量取決于膽酸結合能力和肌肉含量。 [2]
此外，牛磺酸是通過尿液以游離形式或通過膽汁以膽酸鹽形式排出體外的。腎臟是排泄牛磺酸的主要器官，也是調節機體內牛磺酸含量的重要器官。當牛磺酸過量時，多余部分隨尿排出；當牛磺酸不足時，腎臟通過重吸收作用減少牛磺酸的排泄。另外，也有少量牛磺酸經腸道排出。