细胞中，细胞色素P450主要分布在内质网和线粒体内膜上，作为一种末端加氧酶，参与了生物体内的甾醇类激素合成等过程。近年来，对细胞色素P450的结构、功能特别是对其在药物代谢中的作用的研究有了较大的进展。最新研究表明细胞色素P450还是药物代谢过程中的关键酶，而且对细胞因子和体温调节都有重要影响。
CYP参与药物代谢的总反应式可用式表达：
DH+NADPH+[H+]+O2→DOH+H2O+[NADP+]
含铁离子的P450与药物分子结合，接受从NADPH—P450还原酶传递来的一个电子，使铁转变为二价亚铁离子；随之与一分子氧、一个质子、第二个电子结合，形成Fe2+OOH●DH复合物，它与另一个质子结合，产生水和铁氧复合物（FeO）3+●DH。（FeO）3+●与氢原子（来自DH）分离，形成一对短暂的自由基，氧化型药物从复合物中释放，P450酶再生。
CYP在哺乳动物主要存在于微粒体和线粒体中。已发现几乎1000种CYP广泛分布于各种生物机体内，在生理上有功能意义的就有约50种，根据氨基酸序列的统一性分为17个家族和许多亚家族。氨基酸序列有40%以上相同者划为同一家族，以阿拉伯数字表示；同一家族内相同达55%以上者为一亚家族，在代表家族的阿拉伯数字之后标以英文字母表示；在同一亚家族的当同工酶则再以阿拉伯数字表示。
在写法上，CYP表述酶蛋白或mRNA，cyp则表示编码酶蛋白的基因。