En l'absence de consommation ou quand la quantité est insuffisante, le corps est capable de synthétiser de la créatine. Cette synthèse naturelle a lieu dans les reins et le pancréas, puis la créatine produite passe dans le foie et est ensuite véhiculée dans le sang vers les muscles, le coeur, le cerveau et d'autres tissus où elle est phosphorylée pour être stockée sous forme de phosphocréatine.

La synthèse de la créatine se passe en 2 temps :

Première réaction

Glycine + L-arginine -> ornithine + guanidinoacetate

A partir de deux acides aminés, la glycine (acide aminé protéique) et la L-arginine (stéréoisomère L de l'arginine, un acide aminé protéique) est synthétisé du L-Ornithine (stéréoisomère L de l'ornithine, un autre acide aminé mais non protéique) et du guanidinoacetate.
Cette réaction est catalysée par l'enzyme EC 2.1.4.1 (glycine amidinotransférase) qui, comme tout les enzymes de la famille

Deuxième réaction

(S-adénosyle-L-)méthionine + guanidinoacetate -> (S-adénosyle-L-)homocystéine + créatine

Parmi les deux produits de la première réaction, seul le guanindinoacetate est utilisé dans cette seconde réaction.
A partir de cet élément chimique et d'un second, le S-adénosyle-L-méthionine (stéréoisomère L de méthionine avec un groupement adénosine), est synthétisé du S-adénosyl-L-homocystéine (stéréoisomère L de cystéine avec un groupement adénosine) et bien sûr de la créatine.
Cette réaction est catalysée par un autre enzyme de la famille des transférases, appelée guanidinoacetate N-méthyltransférase (EC 2.1.1.2).