胸苷激酶1（TK1）是DNA合成中的关键酶之一，它催化胸苷（Tdr）磷酸化为胸苷一磷酸（TMP），进而形成的胸苷三磷酸（TTP——DNA合成中的4中必须脱氧核苷酸之一），从而参与DNA合成。
TK1水平的升高和DNA的合成成正相关，在细胞周期中，TK1在G1期晚期开始升高，S期达到最高，至G2期开始下降，由于TK1与细胞周期S期的特殊相关性，又被称为“S期关键酶”，与细胞增殖相关。
研究表明，对于异常增殖类病变（如：恶性组织病变，肿瘤等），由于病变细胞缺失了凋亡调控，DNA合成剧增会导致TK1水平的异常升高，即存在恶性增殖病变患者血清内TK1酶含量会比正常人有2-200倍的升高。目前，胸苷激酶1检测被广泛应用于体检及临床中的恶性增殖病变筛查和治疗后的跟踪监测。