Selenocysteine ​​có cấu trúc tương tự như cysteine, nhưng với một nguyên tử selen thay thế cho lưu huỳnh thường thấy, tạo thành một nhóm selenol bị giảm proton ở pH sinh lý. (Giống như các axit amin tự nhiên có trong protein khác, cysteine ​​và selenocysteine ​​được xếp là "chiral" (bất đối xứng qua gương-giống như tay phải và tay trái) L trong hệ thống D/L cũ dựa trên sự tương đồng với D- và L-glyceraldehyde. Trong hệ thống R/S về xác định tính "chiral", dựa trên số nguyên tử nguyên tử gần cacbon bất đối xứng, chúng là "chiral" R, bởi vì sự hiện diện lưu huỳnh (hoặc là selen) là gần thứ hai đối với carbon bất đối xứng. Các axit amin "chiral" còn lại, chỉ có nguyên tử nhẹ hơn ở vị trí đó, thì gọi là có tính "chiral" S.)

Protein có chứa một hoặc nhiều chuỗi bên selenocysteine ​​được gọi là selenoprotein. Hầu hết các selenoprotein đều chỉ chứa một chuỗi bên selenocystein duy nhất. Các selenoprotein phụ thuộc vào hoạt tính xúc tác của selenocysteine ​​được gọi là selenoenzyme.[6] Selenoenzyme đã được quan sát thấy là sử dụng cấu trúc bộ ba xúc tác có ảnh hưởng đến tính ưa nhân của selenocysteine tại ​​trung tâm hoạt động.