膽堿是帶正電荷的四價堿基，是所有生物膜的組成成分和膽堿能神經元中的乙酰膽堿的前體，化學式為C5H14ON+。膽堿在胞漿中的濃度為8～25微摩爾/升，在腦中濃度為25～50納摩爾/升。機體內膽堿的獲取或者通過肝，卵之類的食物〔主要以磷脂酰膽堿（PC）的形式存在〕，或者由內源性合成的PC而來〔通過磷脂酰乙醇胺（PE）的連續甲基化過程〕。機體除了從作為大分子PC的一部分而取得膽堿以外，不能通過其他途徑生成膽堿。然而，所有的細胞顯然都通過PE甲基化而合成PC，并且所有的細胞都能在磷脂酶D或其他磷脂酶類催化下使食物和內源性PC中的膽堿游離出來。