Amino acid là đơn vị cấu trúc cơ bản của protein. Chúng tạo thành các xích polymer ngắn gọi là peptide hay polypeptides để rồi tạo thành cấu trúc gọi là protein. Quá trình tạo thành từ mARN làm mẫu gọi là dịch mã, là một phần của tổng hợp protein.

Có 20 loại amino acid được mã hóa bởi mã di truyền chuẩn và được gọi là proteinogenic hay amino acid chuẩn. Việc kết hợp các amino acid này tạo ra protein thiết yếu cho việc cấu thành cơ thể người.Có ít nhất hai loại khác được mã hóa bởi DNA theo một cách khác (không chuẩn):

• Selenocysteine kết hợp với một vài protein ở UGA codon, thường gọi là stop codon.
• Pyrrolysine được sử dụng bởi một vài methanogen trong các enzyme mà được dùng để sản xuất ra methane. Nó được mã hóa giống với của selenocysteine nhưng mà bằng codon UAG.

Các loại amino acid khác chứa trong protein thường được tạo thành bởi bằng cách chỉnh sửa sau khi dịch mã. Việc chỉnh sửa này thường rất cần thiết cho chức năng của protein.

Trong proline chỉ có proteinogenic amino acid là có các nhóm cyclizes nằm trên khung xương: nó liên kết với nhóm α-amino, vì thế cũng chỉ có proteinogenic amino acid là có chứa amin thứ cấp ở vị trí này. Đôi khi proline còn được gọi là imino acid, nh­ưng mà acid này không tuân theo các quy tắc nomenclature.

Có hơn 100 amino acid đã được tìm thấy trong tự nhiên. Một trong số chúng đã được tìm thấy trong các thiên thạch, đặc biệt trong các dạng được biết nhiều như carbonaceous chondrite. Vi sinh vật và thực vật có thể sản xuất ra các amino acid bất thường mà thường được tìm thấy trong các peptide kháng thể (ví dụ như nisin hoặc alamethicin). Lanthionine là một alanine dimer có cầu nối sulfide, thường được tìm thấy chung với các unsaturated amino acid trong lantibiotics (là các peptide kháng thể của microbial origin). 1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) là một disubstituted cyclic amino acid nhỏ và là một chất trung gian quan trọng trong việc tạo ra các hormone ethylene thực vật.

Ngoài việc tổng hợp protein, các amino acid còn có các vai trò sinh học quan trọng khác. Glycine và glutamate là các chất truyền dẫn thần kinh cũng như các amino acid chuẩn mực khác trong các protein. Nhiều amino acid được dùng để tổng hợp các phân tử khác, ví dụ như:

• tryptophan là tiền chất của chất truyền thần kinh serotonin
• glycine là một trong số các chất phản ứng trong quá trình tổng hợp porphyrins như heme
• arginine được dùng để tổng hợp hormone nitric oxit

Phần lớn các amino acid không chuẩn mực cũng có một số chức năng sinh học quan trọng: Gamma-aminobutyric acid là một chất truyền thần kinh khác nữa, carnitine được sử dụng trong việc chuyển lipid vào bên trong cell, ornithine, citrulline, homocysteine, hydroxyproline, hydroxylysine, và sarcosine.

Một vài trong số 20 amino acid tiêu chuẩn được gọi là các amino acid thiết yếu do chúng không thể được tổng hợp bởi cơ thể từ các hợp chất khác thông qua các phản ứng hóa học, mà nằm trong gỗ. Ở người, các amino acid thiết yếu là lysine, leucine, isoleucine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine. Histidine và arginine nói chung được xem như là cần thiết ở trẻ con, do ở cơ thể trẻ con không có khả năng tổng hợp ra chúng.

Cụm từ "các amino acid trục phân nhánh (branched-chain amino acids)" đôi khi được dùng để nói tới các aliphatic amino acid: leucine, isoleucine và valine.