Jedná se o membránový enzymový komplex, který se nachází v cytoplazmatické membráně a membráně fagosomů fagocytujících buněk (neutrofily, makrofágy). Normálně je neaktivní, během respiračního vzplanutí leukocytu dojde ke kombinaci šesti různých typů podjednotek a k aktivaci enzymu. NADPH-oxidáza pak katalyzuje vznik superoxidu jednoelektronovou redukcí kyslíku:
2 O2 + NADPH → 2 O2.- + NADP+ + H+
Superoxid a další reaktivní formy kyslíku z něho vznikající (mj. působením superoxiddismutázy a myeloperoxidázy) se uplatňují v zabíjení fagocytovaných mikroorganismů. Hereditární deficit NADPH-oxidázy, způsobený mutací genu některé z jeho podjednotek, se projevuje klinicky jako chronická granulomatóza. Onemocnění je doprovázeno poruchou fagocytózy, opakovanými bakteriálními infekcemi a vznikem zánětlivých granulomů.