Αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο άνθρακα που συνδέεται με μια αμινική ομάδα, μια καρβοξυλική ομάδα, ένα άτομο υδρογόνου και μια χαρακτηριστική ομάδα διαφορετική για κάθε αμινοξύ. Υπάρχουν 20 τέτοιες χαρακτηριστικές ομάδες που αναφέρονται και ως πλευρικές αλυσίδες, που διαφέρουν ως προς το μέγεθος, το σχήμα, το φορτίο, τη δεσμευτική συγγένια για το H, την υδροφοβικότητα και τη  χημική αντιδραστικότητα.