Do là một axit amin thiết yếu, threonin không được tổng hợp trong cơ thể, do đó phải lấy từ thức ăn chưa threonin. Trong các loài thực vật và vi sinh vật, threonin được tổng hợp từ axit aspartic, qua α-aspartyl-semialdehyde và homoserin. Homoserin trải qua sự O-phosphoryl hóa tạo thành một este phosphat, phản ứng thủy phân xảy ra ngay sau đó cùng với sự dịch chuyển nhóm OH.[4] Các enzym tham gia vào quá trình sinh tổng hợp threonin gồm:

1. Aspartokinase
2. ß-Aspartat semialdehyde dehydrogenase
3. Homoserin dehydrogenase
4. Homoserin kinase
5. Threonin synthase.