La TXAS si trova in primo luogo nelle cellule ematiche: piastrine, monociti e leucociti polimorfonucleati. Nelle piastrine il TXA2 è il principale metabolita dell'acido arachidonico e la sua biosintesi dipende esclusivamente dalla COX1. La TXAS è stata individuata anche negli omogenati di polmone, fegato, milza, midollo osseo, timo, colon e rene. Nel polmone essa è dimostrabile nelle cellule epiteliali della trachea e dell'albero bronchiale, nei macrofagi alveolari e nelle cellule muscolari lisce bronchiali e vascolari; è invece assente nelle cellule endoteliali polmonari. L'enzima è stato rilevato nelle cellule endoteliali non stimolate di aorta di ratto (con la tecnica della reazione a catena della polimerasi, PCR) e di cane (con l'immunofluorescenza); nelle colture di endotelio aortico di maiale, la TXAS era assente nelle cellule quiescenti, ma veniva indotta dalla interleuchina-1α. La sintesi endoteliale di TXA2 è stata dimostrata nelle cellule aortiche bovine incubate con acido arachidonico. Le cellule che esprimono la TXAS includono anche le cellule del sistema dei fagociti mononucleati (monociti, macrofagi, cellule epitelioidi, cellule di Kupfer, cellule di Langerhans) e alcune cellule epiteliali (epitelio delle cripte tonsillari e cellule epiteliali reticolari della corteccia del timo): queste localizzazioni lasciano supporre un ruolo funzionale di TXA2 nel sistema immunitario.