Con excepción de la prolina, los veinte aminoácidos estándar poseen la misma estructura. De un carbono central, llamado alpha, parten el grupo amino, el grupo ácido y la cadena lateral que diferencia unos aminoácidos de otros. Por el contrario, la prolina es un aminoácido cíclico, que se forma por unión de la cadena lateral con el grupo amino. Ese ciclo otorga a la prolina una gran rigidez, ya que impide el giro de los grupos en torno al carbono a. Esta característica confiere propiedades específicas a las proteínas que contienen elevadas cantidades del aminoácido prolina y condiciona su función.

Los aminoácidos no estándar son aquellos que estando presentes en la célula no forman parte de las proteínas, o bien que han sufrido modificaciones químicas en su cadena lateral al incorporarse a una cadena peptídica.

A pH fisiológico los aminácidos se encuentran con el grupo ácido desprotonado y el amino protonado. Por tanto, lo aminoácidos son anfipróticos, pueden comportarse tanto como ácidos como base. Se emplea el término alemán Zwitterion para describir una estructura neutra debido a la presencia de un número igual de cargas positivas y negativas.

 Aminoácido  Notación tres letras  Notacion una letra
 Ácido glutámico  Asp
 Ácido aspártico  Glu
 Alanina  Ala
 Arginina  Arg
 Asparagina  Asn
 Cisteína  Cys
 Fenilalanina  Phe
Glutamina Gln Q
 Glicina Gly 
 Histidina His 
 Isoleucina Ile 
Leucina Leu L
Lisina Lys K
Metionina Met M
 Prolina Pro 
 Serina Ser 
 Treonina Thr 
 Tirosina Tyr 
 Tiptófano Trp  W
 Valina Val