L-アルギニンを基質として一酸化窒素（NO）が合成される過程で触媒として作用する酵素の総称。1988年に発見された。現在，NOS-1（神経cNOS），NOS-2（iNOS），NOS-3（内皮cNOS）の3種類の存在が知られている。NOS-1は神経伝達物質として高次神経機能，血管・消化管平滑筋の神経調節に関与し，NOS-3は血管平滑筋のトーヌス調節，抗血栓性の維持に関与する。これらcNOSの低下は高血圧，動脈硬化などの発生要因となるといわれている。一方，NOS-2は平常状態では出現せず，サイトカインの存在下でマクロファージなど種々の細胞で誘導され，生体防御機能の一部を担う。また，NOS-2は敗血症性ショック誘発因子，組織障害誘発因子としても注目されている。