La noradrenalina è sintetizzata da una serie di passaggi enzimatici nelle cellule cromaffini a partire dall'amminoacido tirosina. La prima reazione è l'ossidazione in diidrossifenilalanina (L-DOPA), seguita dalla decarbossilazione nel neurotrasmettitore dopamina, e infine dalla β-ossidazione in noradrenalina. Questa può essere ulteriormente metilata dalla feniletanolammina N-metiltransferasi (PNMT) in adrenalina (detta anche epinefrina dal greco "epi" ovvero sopra e "nefro" cioè nefrone, a indicare l'unità funzionale dell'organo renale, ma usato comunemente anche per riferirsi in toto al rene; quindi "sopra-rene" è un chiaro riferimento alla ghiandola surrenale, ove, solo nei mammiferi, tale ormone è prodotto).