黄嘌呤氧化酶活性位点中钼蝶呤辅因子的钼原子另外与一个端氧、多个硫原子以及一个端羟基相连。在黄嘌呤至尿酸的反应中，钼上的氧先是转移至黄嘌呤分子上，然后，水分子与活性中间体进行加成，使活性的钼中心得到再生。
与其他已知的含钼氧还酶类相同的是，产物中新引入的氧原子是来自于水分子中的氧，而非氧气分子。
