分子中兼有氨基和羧基的有機化合物。氨基連接在羧基的α碳原子上的氨基酸叫α-氨基酸，其他氨基酸依次類推為β-、γ-、δ-、…氨基酸。最簡單的的α-氨基酸是甘氨酸，它是由H.佈拉孔諾在1820年發現的第一個氨基酸。當α碳原子上有取代基R-時，由於取代基不同而形成瞭各種α-氨基酸，R-基團稱為氨基酸的側鏈。當α碳原子連有四個不同的基團而成為不對稱原子時，可形成一對對映體，其構型(見分子的構型)參照甘油醛構型加以確定(見圖)，與L-甘油醛相應的為L-氨基酸，與 D-甘油醛相應的為D-氨基酸。一般氨基酸是指L-α-氨基酸。
存在 氨基酸主要存在於蛋白質中，它是蛋白質的結構單位。一般蛋白質是由20種氨基酸組成的，約占生物界中所有氨基酸的絕大部分。此外，還有十幾種L-氨基酸分別以一定量存在於一種或幾種蛋白質中。例如，甲狀腺素是一種含碘氨基酸，隻存在於甲狀腺球蛋白中，L-羥基脯氨酸存在於明膠和一些糖蛋白中。這些非常見蛋白質氨基酸是20種常見蛋白質氨基酸的衍生物。除蛋白質外，氨基酸也是生物活性肽、酶和其他一些生物活性分子的重要組分。在自然界也有少量的氨基酸，以遊離狀態存在。到目前為止，已發現700多種天然氨基酸，其中約240多種是以遊離狀態存在的，約200多種為L-α-氨基酸，也有一些β-、γ-、δ-、…氨基酸和一些結構相當復雜的氨基酸。已發現的D-氨基酸約40種左右。除蛋白質氨基酸外，其他非蛋白質氨基酸的量都是比較少的，有些是蛋白質氨基酸的衍生物，多數是代謝的中間體。D-氨基酸存在於抗生素和細菌細胞壁中，如D-谷氨酸是各種細菌細胞壁的重要成分，D-氨基酸在動植物中也有發現。
物理性質 氨基酸為白色固體，易溶於酸、堿溶液中。各種氨基酸在水、乙醇中的溶解度差別很大。在水溶液中，氨基酸分子中的氨基和羧基及側鏈上的某些基團都是可以電離的，因此氨基酸是一種兩性電解質。20種常見蛋白質氨基酸，除甘氨酸外，分子中都含有不對稱碳原子，因此都具有旋光性（見旋光異構）。旋光性的正負和大小與側鏈的性質有關，且受溶劑、溫度等的影響。20種蛋白質中常見氨基酸的主要理化性質見表。
20種蛋白質中常見氨基酸的主要理化性質
化學性質 氨基酸中的氨基、羧基和側鏈上的官能團都可進行本基團特有的化學反應。如氨基能與亞硝酸反應，定量放出氮氣；與酰基化試劑發生酰化反應，與醛生成席夫堿。羧基能與醇起酯化反應，也可以通過化學反應生成酰氯、酰胺、酰肼等。氨基酸的氨基與茚三酮反應可用於氨基酸的定性、定量分析，與異硫氰酸苯酯反應，可用於測定多肽和蛋白質的一級結構，即氨基酸的順序。氨基酸最重要的化學反應是分子間形成酰胺鍵，組成多肽和蛋白質。在生物體中，氨基酸在特種酶、信使核糖核酸、轉移核糖核酸和核糖體（見核酸）等作用下生成多肽或蛋白質：
生物合成和代謝 植物細胞和微生物中的硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶能催化還原硝酸鹽、亞硝酸鹽成氨，含有固氮酶的微生物能固定空氣中的氮並將它還原成氨。植物細胞和微生物把還原所得或外界攝入的氨與體內代謝作用所產生的α-酮戊二酸作用生成谷氨酸。催化這一反應的酶為谷氨酸脫氫酶，該酶所需的輔酶在植物體內為輔酶Ⅰ，在微生物體內為輔酶Ⅱ。在某些微生物體內，存在天冬氨酸酶，能催化氨和延胡索酸作用，生成天冬氨酸。在植物和微生物體內形成谷氨酸或天冬氨酸後，即可經脫羧、轉氨等作用，制造合成蛋白質所需的所有氨基酸。在動物體內，在谷氨酸脫氫酶和所需輔酶Ⅰ或Ⅱ催化下，能由氨和α-酮戊二酸合成谷氨酸。動物與植物不同，在進化過程中，動物機體喪失瞭合成某些α-酮酸的能力，也就喪失瞭合成相應的氨基酸的能力，因此動物機體內，通過脫羧、轉氨等作用隻能合成部分氨基酸。在20種組成蛋白質的氨基酸中，人體不能合成賴氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸和色氨酸，能合成精氨酸和組氨酸，但合成能力差，不能滿足機體需要。這些必須由外界供給以滿足代謝需要的氨基酸稱必需氨基酸；反之稱為非必需氨基酸。人體的必需氨基酸為8種必需氨基酸和兩種半必需氨基酸。高等動物能利用銨離子作為氮源，合成非必需氨基酸。動物通過食物獲得蛋白質等，從而獲得必需和非必需氨基酸，以及合成非必需氨基酸和其他含氮生物分子所需的氮源。在一般情況下，以蛋白質為食物的動物很少需要直接合成非必需氨基酸。谷物豆類等植物蛋白中賴氨酸含量相對比較低，在此類食物制品中添加賴氨酸可提高食品的營養價值和增進人體健康。
肝臟是動物代謝氨基酸的主要場所。人體的氨基酸通過以下一種或幾種途徑代謝：①與蛋白質結合；②與一個小肽結合；③利用它的氮合成一種非必需氨基酸；④合成一種含氮化合物；⑤經脫氨基作用生成氨和α-酮酸，前者部分轉化成尿素，由尿排出體外，後者可通過糖再生途徑，變為葡萄糖，也可通過三羧酸循環氧化為二氧化碳。
工業制法 工業生產氨基酸的方法有提取法、發酵法、化學合成法和酶法。提取法是利用等電點沉淀或離子交換樹脂層析從蛋白質水解液中分離氨基酸的方法，曾是制造氨基酸的主要方法。後來許多氨基酸用發酵法廉價生產。近來利用石油化工原料，采用兼有化學合成法和發酵法兩者優點的酶法生產氨基酸，使L-天冬氨酸、L-賴氨酸、L-半胱氨酸、L-色氨酸、L-多巴、D-苯甘氨酸和D-對羥基苯甘氨酸等已實現工業化生產。化學合成法可用於大規模生產D，L-蛋氨酸、甘氨酸和D，L-丙氨酸等，並且廣泛用於生產那些量較少或尚未能用其他方法經濟生產的氨基酸。最常用的化學合成法有施特雷克合成法和乙酰胺基丙二酸酯法等。
①施特雷克法：
RCHO+HCN+NH4+─→RCH(NH2)CN
─→RCH(NH2)COOH
②乙酰胺基丙二酸酯法（X為鹵素）：
RCH2X+CH3CONHCH(COOC2H5)2
─→RCH2C(NHCOCH3)(COOC2H5)2
─→RCH(NH2)COOH
一般由化學合成所得的氨基酸是D，L-外消旋體（見旋光異構），可用接種結晶法拆分，或使它與光學活性的有機酸、堿（如酒石酸、馬錢子堿等）生成鹽後經分步結晶加以拆分，也可以制備成酯、酰化物後，用蛋白水解酶、酰化酶、氨基氧化酶等加以拆分。用不對稱合成可直接得到光學活性的氨基酸。例如，曾用光學活性的銠絡合物催化法工業化生產L-多巴。
應用 全世界每年生產約45萬噸氨基酸，其中64％為L-谷氨酸，其鈉鹽即市售的味精，可用作烹飪的調味劑；26％為D，L-蛋氨酸，主要用作飼料添加劑；7％為L-賴氨酸鹽酸鹽，作為人類食品，特別是兒童食品的營養強化劑，也用於飼料工業；再其次為甘氨酸，年產6000噸，可作食品工業的甜味劑。此外，由於L-苯丙酰-L-天冬氨酸甲酯為新型甜味劑，使L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸的生產量迅猛增加。在食品工業上用量較大的另一種氨基酸為L-半胱氨酸，可作為天然果汁抗氧劑，能改善面包風味並可延長保鮮期，在植物蛋白人造肉中，加入半胱氨酸等含硫氨基酸可使其呈牛肉、雞肉等味道。L-色氨酸也是一種重要營養強化劑。L-多巴、D-青黴胺是重要的藥物，D-苯甘氨酸、D-對羥基苯甘氨酸是頭孢黴素的重要中間體。20種常見的氨基酸大部分用來配制各種氨基酸輸液。以氨基酸為原料合成的生物活性肽──激素，是一類重要的藥物。
此外，氨基酸也用於化妝品工業，近來精細化工方面也開始以氨基酸為原料，合成一些化工產品。
參考書目
沈同、王鏡巖、趙邦悌主編：《生物化學》，人民教育出版社，北京，1980。