生物化学
氨基酸是形成蛋白质的基本元件。每一种氨基酸都含有氨基端（-NH）和羧基端（-COOH），属于两性（可既带正电又带负电，即带有酸性又带有碱性）分子；其碳α原子上连接着侧链，而氨基端、羧基端和碳α原子则被称为主链（在蛋白质和多肽中）。氨基酸的特点主要由其侧链的化学性质的不同来表现。根据侧链化学性质的不同，氨基酸可以被分为带电氨基酸（如精氨酸、谷氨酸）、极性氨基酸（如丝氨酸）、非极性氨基酸（如苯丙氨酸）等。
保守性替换
天然编组基因的氨基酸仅有20种，其中部分氨基酸彼此性状相似。例如，亮氨酸和異亮氨酸均为脂肪族化合物，极具疏水性；天冬氨酸和谷氨酸均小而带负电等。氨基酸的保守性替换比起非保守性替换影响一般较小，这一点在自然界中可以观测到：非保守性替换往往造成各种异常，更容易被自然选择淘汰，故而在自然界中保守性突变更为常见。根据R基团的性质，氨基酸往往依照下表方式分类：