As proteínas em todas as espécies vivas, de bactérias a humanos, são construídas a partir do mesmo conjunto de 20 aminoácidos. As proteínas que compõem os organismos vivos são moléculas enormes, formadas por blocos menores de aminoácidos (moléculas que se combinam para formar as proteínas), que desempenham funções primordiais no corpo. Estruturalmente os aminoácidos são compostos orgânicos, onde cada aminoácido contém uma cadeia lateral ou grupo R ligado ao carbono, átomo de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, um radical carboxila e uma radical amina. Alguns aminoácidos apresentam na sua composição enxofre e fósforo.

Cada aminoácido possui características únicas decorrentes do tamanho, da forma, solubilidade e propriedades de ionização de seu grupo R. Aproximadamente 500 aminoácidos foram identificados na natureza, mas apenas 20 aminoácidos formam as proteínas encontradas no corpo humano. Estima-se que o corpo seja composto por cerca de 250 mil proteínas diferentes.

Os 20 aminoácidos são classificados em dois grupos, sendo 9 essenciais (não podem ser sintetizados por células humanas e devem ser obtidos por meio de alimentação) e 11 não essenciais. Os aminoácidos essenciais são: a fenilalanina, histidina, leucina, isoleucina, lisina, metionina, treonina, triptofano e valina; os não essenciais são a alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutâmico, cisteína, glicina, glutamina, prolina, serina e tirosina. Alguns aminoácidos podem ser considerados condicionalmente essenciais, porque podem ser necessários através da alimentação sob condições específicas de estresse, como doenças, infecções, traumas, cirurgias ou na fase de desenvolvimento e crescimento. Esta subcategoria inclui arginina, glicina, cisteína, tirosina, prolina, serina e glutamina. A asparagina encontrada no aspargo foi o primeiro aminoácido isolado, em 1806.

As principais funções dos aminoácidos no corpo incluem: síntese de proteínas (formam estruturas fundamentais para o crescimento e manutenção celular); construção e reparo celular (essenciais para a regeneração dos tecidos, auxiliam na recuperação e ganho de massa muscular); participam da produção de hormônios e enzimas (regulam funções metabólicas e fisiológicas vitais); síntese de neurotransmissores (influenciam o humor, o sono, o funcionamento do sistema nervoso); fortalecimento do sistema imunológico; são fonte de energia (podem ser metabolizados para fornecer energia em situações especiais); atuam na saúde da pele, cabelo, unhas (essenciais para a produção de colágeno, queratina e elastina); colaboram para a redução da gordura corporal.

Os aminoácidos não podem ser armazenados pelo corpo da mesma forma que a gordura e os carboidratos; por isso, é importante que os essenciais sejam obtidos através da alimentação. A falta destes aminoácidos pode levar à inibição da síntese proteica no organismo, o que pode acarretar uma ampla gama de efeitos negativos para a saúde. A deficiência de aminoácidos pode desencadear: perda de massa muscular, fadiga, dificuldade de cicatrização, enfraquecimento do sistema imunológico (maior risco de infecções), problemas de pele, unha, cabelo (queda de cabelo, unhas quebradiças, problemas dermatológicos), alteração do sono, humor, e concentração, atraso do desenvolvimento e crescimento nas crianças, baixa densidade óssea.

As fontes de aminoácidos são os alimentos ricos em proteínas: carnes, peixes, frutos-do-mar, ovos, leite e derivados, leguminosas, quinoa, amaranto, castanhas​​​​​​.