A fehérjék aminosavakból álló láncok. 20 standard aminosav létezik, amelyeket a sejtek a fehérjék felépítéséhez használnak. Mindegyikben van egy központi szénatom, az úgynevezett alfa-szén, amely egy aminocsoporthoz, egy karboxilcsoporthoz, egy hidrogénatomhoz és egy R-csoportnak nevezett oldallánchoz kapcsolódik. Az R-csoport teszi az egyes aminosavakat különbözővé. Lehet olyan egyszerű, mint egy hidrogénatom, mint a glicinben, vagy olyan összetett, mint egy indolgyűrű, mint a triptofánban.

Az aminosavak peptidkötéseken keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Az egyik aminosav karboxilcsoportja reagál egy másik aminosav aminocsoportjával, vizet szabadítva fel és kötést képezve. A kapott lánc egy polipeptid. Az aminosavak sorrendje határozza meg, hogyan hajtódik fel a fehérje, a hajtogatott alak pedig a funkcióját. Már egyetlen rossz aminosav is betegséget okozhat. A sarlósejtes vérszegénység a hemoglobinban található valin glutaminsavra történő egyszeri helyettesítéséből ered.

A 20 standard aminosav közül kilenc esszenciális, ami azt jelenti, hogy az emberek nem tudják előállítani őket, és élelmiszerekből kell bevinniük. A többi nem esszenciális, ami azt jelenti, hogy a szervezet képes szintetizálni őket. A teljes értékű fehérjék, amelyek a húsban, a tojásban és a tejtermékekben találhatók, mind a kilenc esszenciális aminosavat tartalmazzák. A növényi fehérjékből gyakran hiányzik egy vagy több, ezért az olyan ételek kombinálása, mint a rizs és a bab, teljes értékű fehérjeprofilt biztosít.

Az aminosavakat kiegészítőként, ízfokozóként és neurotranszmitterek prekurzoraként is használják. A glutamát egy serkentő neurotranszmitter és az umami íz forrása. A triptofán a szerotonin prekurzora. A glicin egy nyugtató neurotranszmitter.