l-Ornithine là một trong những sản phẩm hoạt động của enzyme arginase trên l  - arginine, tạo urê. Do đó, ornithine là một phần trung tâm của chu trình urê, cho phép thải nitơ dư thừa. Ornithine được tái chế và, theo một cách nào đó, là một chất xúc tác. Đầu tiên, amoniac được chuyển thành carbamoyl phosphate (H
2NC(O)OPO2−
3). Ornithine được chuyển đổi thành một dẫn xuất urê tại nitơ terminal (cực cuối) bởi carbamoyl phosphate synthetase. Một nitơ khác được thêm vào từ aspartate, tạo ra fumarate khử nitơ và arginine (một hợp chất guanidinium) được thủy phân trở lại ornithine, tạo ra urê. Nitrogen của urê đến từ amoniac và aspartate, và nitơ trong ornithine vẫn còn nguyên.

Ornithine không phải là một axit amin được mã hóa bởi DNA, nghĩa là không tạo protein. Tuy nhiên, trong các mô không phải của động vật có vú, việc sử dụng chính của chu trình urê là trong sinh tổng hợp arginine, vì vậy, như một chất trung gian trong các quá trình trao đổi chất, ornithine khá quan trọng.[1]