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。
生物分子
有时在蛋白质中观察到修饰的氨基酸;这通常是翻译后酶促修饰（蛋白质合成）的结果。例如，激酶对丝氨酸的磷酸化和磷酸酶的去磷酸化是细胞周期中的重要控制机制。在某些生物体中，已知只有两种不同于标准二十种的氨基酸在翻译过程中被掺入蛋白质中：除了用于蛋白质合成的那些之外，其他生物学上重要的氨基酸包括肉毒碱（用于细胞内的脂类转运），鸟氨酸，GABA，和牛磺酸。