酪氨酸羥化酶（英語：Tyrosine hydroxylase）或酪氨酸3-單加氧酶（英語：tyrosine 3-monooxygenase）是負責催化氨基酸L-酪氨酸轉變為二羥基苯丙氨酸（多巴）的酶。因此它使用四氫生物蝶呤作為輔酶。多巴是多巴胺的一個前體，相應地，後者亦是去甲腎上腺素與腎上腺素的前體。在人體中，酪氨酸羥化酶由TH基因編碼出來。
此加氧酶被發現與所有含
兒茶酚胺的細胞溶質中。此起始步驟是產生兒茶酚胺的限速步驟。
此酶有高度地特異性，不會接受
吲哚的衍生物——這一點確實與許多其他涉及到產生兒茶酚胺的酶迥異的地方。
酪氨酸羥化酶可以被藥物α-甲基-對-酪氨酸（甲基酪氨酸）所抑制。此抑制作用可以導致腦部多巴胺與去甲腎上腺素的消耗，這是因為缺乏前體L-多巴（L-3,4-二羥基苯丙氨酸），此物質可以由酪氨酸羥化酶所合成。此葯很少被使用並會導致抑鬱，但它在治療嗜鉻細胞瘤以及抗高血壓方面很有用處。
在自身免疫性多內分泌腺病綜合征（APS）I型中，酪氨酸羥化酶是一個自身抗原。
在文獻中提到的抑製劑的老例子是奧德么酮與水綾黴素。
