پروتئین های اینتگرال غشایی بوده و حاوی یک گروه پروستتیک آهن پروتوپورفیرین 9 (هم) هستند. آهن موجود در سیتوکروم های P450، قابلیت تشکیل شش پیوند، چهار تا با چهار اتم نیتروژن پیرول حلقه پورفیرینی و دو تا با لیگاندهای محوری را دارد. یکی از لیگاندهای محوری (که پروگزیمال) نام دارد، گروه سولفیدریل ریشه سیستئین است که در سمت انتهای کربوکسیل مولکول سیتوکروم P450 قرار گرفته و لیگاند دیگر (دیستال) می تواند آزاد بوده و یا توسط اکسیژن، CO، NO، آب و یا سایر لیگاندها اشغال گردد.
بیشتر سیتوکروم های P450 پستانداران، در سمت سیتوپلاسمی شبکه آندوپلاسمی هپاتوسیت ها، سلول های قشر کلیه و آدرنال، سلول های تخمدان و بیضه و سلول های دستگاه تنفسی یافت می شوند که در عمق غشاء نفوذ کرده اند.
مکانیسم کلی کاتالیز شده توسط سیتوکروم های P450، منواکسیژناسیون (وارد کردن یک اتم اکسیژن) سوبستراها است. سیتوکروم های P450، دسته وسیعی از ترکیبات چربی دوست با منشاء اندوژن و اگزوژن را متابولیزه می کنند. سوبستراهای اندوژن شامل اسیدهای چرب، کلسترول، استروئیدها و پروستاگلاندین ها می باشند. سوبستراهای اگزوژن (گزنوبیوتیک ها) بسیاری از داروها، مواد شیمیایی، آلاینده های محیطی و افزودنی های خوراکی را در بر می گیرد. سیتوکروم های P450 این ترکیبات چربی دوست (آبگریز) را اکسید کرده و حلالیت آن ها را به منظور ایجاد ترکیبات قابل حل در آب (آبدوست) افزایش می دهند.
