La ornitina es un aminoácido dibásico, sintetizado en el citosol como producto del glutamato.
Una transaminación subsecuente produce α-N-acetilornitina que, liberando el grupo acetil, forma ornitina.
Puede incorporarse al ciclo de la urea para formar citrulina.
Es el precursor y el postcursor biosintético de la arginina.
La ornitina se degrada por intermedio del semialdehído glutámico, utilizando la misma vía que la prolina y el ácido glutámico.