硫氧还蛋白在氨基酸序列水平上的特征是在CXXC基序中存在两个邻近的半胱氨酸。这两种半胱氨酸是硫氧还蛋白还原其他蛋白的关键。硫氧还蛋白还具有一种称为硫氧还蛋白折叠的特征性三级结构。

硫氧还蛋白通过其活性中心二硫醇可逆氧化成二硫化物，参与氧化还原反应中的氢供体，伴随着2个电子和2个质子的转移。它涉及许多细胞过程，包括脱氧核糖核苷酸合成，氧化损伤蛋白的修复，蛋白质折叠，硫代谢和氧化还原稳态。硫氧还蛋白依赖性酶包括磷酸腺苷 - 磷酸硫酸还原酶MET16，烷基 - 氢过氧化物还原酶DOT5，硫氧还蛋白过氧化物酶TSA1和TSA2，烷基氢过氧化物还原酶AHP1和过氧化还原酶HYR1。硫氧还蛋白还参与保护免受减轻压力。作为LMA1复合物的一部分，它参与促进囊泡融合，例如同型液泡和ER衍生的COPII囊泡与高尔基体的融合。