Ogólna forma aminokwasu jest zawsze zbudowana wokół centralnego atomu węgla, nazywanego węglem alfa (Cα). Do węgla alfa przyłączone są cztery różne grupy:
- Grupa aminowa (-NH2)
- Grupa karboksylowa (-COOH)
- Atom wodoru (-H)
- Łańcuch boczny (grupa R)
To właśnie grupa R jest tym, co odróżnia poszczególne aminokwasy od siebie (wzory strukturalne 20 aminokwasów białkowych). Może to być prosty atom wodoru (jak w glicynie), grupa metylowa (jak w alaninie) lub bardziej złożona struktura, która nadaje każdemu aminokwasowi jego unikalne właściwości chemiczne (np. hydrofobowość, hydrofilowość, ładunek, rozmiar).
Grupa aminowa nadaje aminokwasom charakter zasadowy, a grupa karboksylowa charakter kwasowy. Przy fizjologicznym pH (ok. 7.4) aminokwasy zazwyczaj występują w postaci jonów obojnaczych, gdzie grupa aminowa jest protonowana (-NH3+), a grupa karboksylowa deprotonowana (-COO-). Jednak ich podstawowa, ogólna forma strukturalna zawiera niesprotonowaną grupę aminową i niezdysocjowaną grupę karboksylową przy węglu alfa, wraz z wodorem i zmienną grupą R (łańcuch boczny).
