Todos los aminoácidos tienen un grupo amino primario (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH) unidos al mismo átomo de carbono (éste se llama carbono alfa, por ser contiguo al carboxilo):
La letra "R" representa el resto de la molécula, y se la llama cadena lateral del aminoácido; es lo que diferencia unos aminoácidos de otros.
A pH fisiológico, el grupo amino se encuentra protonado (-NH3+) y el carboxilo sin protonar (-COO–).
Las proteínas están compuestas por 20 aminoácidos, denominados naturales. Estos 20 aminoácidos se diferencian en la estructura de la cadenal lateral R. Según la naturaleza de esta cadena lateral podemos clasificar los aminoácidos en 5 grupos: