氨基酸在體內代謝時，產生的氨，經過鳥氨酸再合成尿素的過程稱為鳥氨酸循環（Ornithine cycle） ，又稱尿素循環（urea cycle）。
當氨基酸代謝的最終產物——氨在體內濃度甚高時對細胞有劇毒，小部分氨可重新合成氨基酸及其他含氮化合物，絕大部分氨則通過鳥氨酸循環合成尿素，隨尿排出，以解除氨的毒性作用。
1932年，H．Krebs等用肝切片在體外實驗，發現在供能條件下，可由CO2和NH3縮合生成尿素。若加入精氨酸，鳥氨酸或瓜氨酸可加速此反應，且此三種氨基酸含量并不減少，提出了鳥氨酸循環學說。