カルボキシル基が結合している炭素(α炭素)にアミノ基も結合してR-CH(-NH₂)-COOH という構造をとるものをαアミノ酸とよぶ。Rが水素(H)のグリシン以外のアミノ酸では、α炭素へのアミノ基やカルボキシル基などの結合様式が立体的に２通り可能で、それぞれD型、L型の光学異性体として区別される。生体のタンパク質はαアミノ酸のポリマーであるが、L型のものだけが構成成分となっている。生体のタンパク質はほとんどの場合、Rで表記した側鎖の違いによる20種類のアミノ酸からなる。個々のアミノ酸はこの側鎖の性質によって、親水性・疎水性、塩基性・酸性などの性質がことなる。

動物が体内で合成できないアミノ酸を、その種にとっての必須アミノ酸と呼ぶ。必須アミノ酸は動物種によって異なる。

栄養素としてはもとより重要であるが、近年はアミノ酸を含有する補助食品（アミノサプリ、アミノバイタルなど）が消費者に一種のブームを引き起こしており、健康食品、飲料メーカーなどが盛んに新製品を出している。

以下に、蛋白質を構成するアミノ酸を示す。

アミノ酸とその略号

アミノ酸	3文字略号	1文字略号
アラニン	Ala	A
アルギニン	Arg	R
アスパラギン	Asn	N
アスパラギン酸	Asp	D
システイン	Cys	C
グルタミン	Gln	Q
グルタミン酸	Glu	E
グリシン	Gly	G
ヒスチジン	His	H
イソロイシン	Ile	I
ロイシン	Leu	L
リシン or リジン	Lys	K
メチオニン	Met	M
フェニルアラニン	Phe	F
プロリン	Pro	P
セリン	Ser	S
スレオニン or トレオニン	Thr	T
セレノシステイン	Sec	U
トリプトファン	Trp	W
チロシン or タイロシン	Tyr	Y
バリン	Val	V

なお、上記のほかに、以下に示す特殊なものも一部の蛋白質に含まれる。

その他のアミノ酸

アミノ酸	備考
シスチン	システイン２分子が酸化してできる
ヒドロキシプロリン	ゼラチン、コラーゲンに含まれる
ヒドロキシリジン	ゼラチン、コラーゲンに含まれる
チロキシン	甲状腺蛋白質に含まれる
O-ホスホセリン	カゼインなど、多くのリン蛋白質に含まれる
デスモシン	エラスチンやコラーゲンに含まれる

これらは、タンパク質合成時に遺伝情報に基づいて連結される、前述の21種のアミノ酸とは異なり、タンパク質合成後に修飾されてできる。

また、蛋白質に含まれないアミノ酸も存在する。以下に例を示す。

蛋白質に含まれないアミノ酸

アミノ酸	備考
β-アラニン	筋肉中に存在する
サルコシン	ある種の抗生物質に含まれる
オルニチン	尿素回路の中間体
クレアチン	筋肉中に存在する