胸苷激酶和线粒体胸苷激酶为同苷酶，是在细胞内存在的两种形式。胸苷激酶1(TK1)是DNA合成中的关键酶之一，它催化胸苷（Tdr）磷酸化为胸苷一磷酸（TMp），进而形成胸苷三磷酸，从而参与DNA合成。目前已得到鉴别的胸苷激酶可分两大类:一类存在于疱疹病毒与细胞胸苷激酶类似；另一类存在于脊椎动物细菌，T4噬菌体，痘病毒。