蛋白质
所有氨基酸都有共同的结构特征，包括与氨基连接的α碳原子，一个羧基和连接在α碳原子上的不同的侧链。但脯氨酸有着与这种基本结构不同之处：它含有一个侧链与氨基连接在一起所形成的特殊的环状结构，使得其氨基在肽键中的构象相对固定。 标准氨基酸的侧链是构成蛋白质结构的重要元素，它们具有不同的化学性质，因此对于蛋白质的功能至关重要。多肽链中的氨基酸之间是通过脱水反应所形成的肽键来互相连接；一旦形成肽键成为蛋白质的一部分，氨基酸就被称为“残基”，而连接在链的碳、氮、氧原子被称为“主链”或“蛋白质骨架”。由于肽键有两种共振态，具有一定的双键特性，使得相邻α碳之间形成肽平面；而肽键两侧的二面角确定了蛋白质骨架的局部形态。
非蛋白胺基酸
在技術上，任何具有胺（-NH）和羧酸（-COOH）官能團的有機化合物都是氨基酸。 蛋白胺基酸是該組的一小部分，具有帶有一個氨基，一個羧基，一個侧链和一個α-氫左旋構象的中心碳原子（α-或2-），甘氨酸除外， 非胺基和脯氨酸，其胺基是仲胺，因此由於傳統原因通常被稱為亞氨基酸，儘管不是亞氨基。