Funktionelle Gruppen von Aminosäuren sind wichtige Koordinationsstellen für Metall-Ionen in biologischen Systemen. Das trifft auf freie Aminosäuren ebenso zu wie auf Peptide und Proteine.

Von besonderem biologischen Interesse sind die Alpha-Aminosäuren. Zu ihnen gehören alle ca. 20 proteinogenen Aminosäuren. Sie besitzen alle (mit Ausnahme von Glycin) mindestens ein asymmetrisches Kohlenstoffatom. Es gibt also jeweils eine D- und eine L-Form. Proteinogen sind nur die L-Aminosäuren.
Aus ihnen sind durch Verknüpfung über Amid-Bindungen alle Proteinmoleküle der belebten Natur aufgebaut.

In wässrigen Lösungen liegen freie Aminosäuren zwitterionisch vor. Bei einem bestimmten pH-Wert, dem isoelektrischen Punkt, verhält sich die Säure nach außen hin neutral.

In Abhängigkeit von zusätzlichen sauren, pH-neutralen oder basischen Substituenten in der Seitenkette R unterscheidet man neutrale, basische und saure Aminosäuren.