リボフラビンは、細胞や組織に存在する主要な形態である。生成にはより多くのエネルギーを必要とするが、リボフラビンよりも可溶性である。細胞内では、FMNは自由に循環しているが、いくつかの共有結合した形態でも存在する。共有結合または非共有結合したFMNは、細胞代謝において重要な病態生理学的役割を果たす多くの酵素の補因子である。例えば、ミトコンドリア複合体Iからのフラビンモノヌクレオチドの解離は、脳卒中の虚血／再灌流脳損傷時に起こることが示されている。