La "L"-DOPA è biosintetizzata per azione della tirosina idrossilasi sull'amminoacido "L"-tirosina. È il precursore di importanti neurotrasmettitori catecolaminici, quali dopamina, noradrenalina (norepinefrina) e adrenalina (epinefrina). In particolare, la dopamina si forma per decarbossilazione enzimatica della "L"-DOPA.