ビオチンは複素環化合物に分類され、硫黄を含むテトラヒドロチオフェン環とウレイド基が縮合している。前者の環にはC5-カルボン酸側鎖が付加している。N-CO-N-基を含むウレイド環は、カルボキシル化反応において二酸化炭素のキャリアーとして機能する。ビオチンは5つのカルボキシラーゼ酵素の補酵素であり、アミノ酸や脂肪酸の異化、脂肪酸の合成、糖新生に関与する。核クロマチン中のヒストンタンパク質のビオチン化は、クロマチンの安定性と遺伝子発現に関与する。