يوجد في الطبيعة ما يزيد عن 300 حمض أميني يدخل عشرون منها فقط في بنية الهياكل الببتيدية المكونة للبروتينات والتي قد تحتوي على حموض أمينية إضافية تنشأ عن التعديل الكيميائي لتلك العشرين حمضاً.

 إن أهم الوظائف التي تقوم بها الحموض الأمينية في الخلايا الحية (وهي عديدة) هي عملها كموجودات monomers تُبنى منها السلاسل عديدة الببتيد المكوّنة للبروتينات بحيث ترتبط فيما بينها بالروابط الببتيدية المتشكلة بين المجموعات الكربوكسيلية والأمينية للحموض المتتالية.

 تساهم الحموض الأمينية ومشتقاتها أيضاً في الوظائف الخلوية كالنقل العصبي وتنظيم نمو الخلية والتخليق الحيوي للبرفيرينات porphyrins والبورينات purines والبيريميدينات pyrimidines. ومن جهة أخرى، فإن فسفتة phosphorylation بعض الحموض الأمينية (السيرين والثريونين والتيروزين) ونزع الفسفات منها يلعبان أدواراً مهمةً في سُبل التنبيغ الإشاري signal transduction التي من خلالها تتواصل الخلايا مع البيئة المحيطة وتستجيب لتبدلاتها، فضلا عن دور هذه الفسفتة في تنظيم نشاط الإنزيمات.

 توجد الحموض الأمينية اليسارية - ألفا بشكل ببتيدات ذات فعالية بيولوجية (كالفازوبرسين والغلوكاغون والأنجيوتنسين-2). كما يوجد في الطبيعة أكثر من عشرين حمضاً أمينياً يمينياً نذكر منها الألانين اليميني والغلوتامات اليميني الموجودين في الجدار الخلوي لبعض الجراثيم والعديد من الحموض اليمينية المتنوعة الأخرى الموجودة في المضادات الحيوية عديدة الببتيد المطورة حديثاً (كالفالينومايسين والغراميسيدين والأكتينومايسين-D). وتُثبتُ المعلومات الحديثة أنه يوجد في الثدييات حمضان أمينيان من النوع اليميني إنما بشكلهما الحرّ فقط، وهذان الحمضان هما السيرين اليميني الموجود في الدماغ المقدم forebrain والأسبارتات اليميني الموجود في الدماغ والأنسجة المحيطية.