蛋白質氨基酸是在翻譯過程中以生物合成方式摻入蛋白質中的氨基酸。 proteinogenic 這個詞意味著蛋白質的產生。 在整個已知生命中，有 22 種基因編碼（蛋白原）氨基酸，其中 20 種是標準遺傳密碼，另外 2 種（硒代半胱氨酸和吡咯賴氨酸）可以通過特殊的翻譯機制結合。

相比之下，非蛋白氨基酸是未摻入蛋白質（如 GABA、L-DOPA 或三碘甲腺原氨酸）、錯誤摻入基因編碼氨基酸的氨基酸，或者不是由標準細胞直接和分離產生的氨基酸 機械（如羥脯氨酸）。 后者通常是由蛋白質的翻譯后修飾引起的。 一些非蛋白氨基酸被摻入由非核糖體肽合成酶合成的非核糖體肽中。

真核生物和原核生物都可以通過稱為 SECIS 元件的核苷酸序列將硒代半胱氨酸整合到它們的蛋白質中，該核苷酸序列指導細胞將附近的 UGA 密碼子翻譯為硒代半胱氨酸（UGA 通常是終止密碼子）。 在一些產甲烷原核生物中，UAG 密碼子（通常是終止密碼子）也可以翻譯成吡咯賴氨酸。

在真核生物中，只有 21 種蛋白質氨基酸，標準遺傳密碼的 20 種，加上硒代半胱氨酸。 人類可以相互或從其他中間代謝分子合成其中的 12 種。 其他九種必須消耗（通常作為它們的蛋白質衍生物），因此它們被稱為必需氨基酸。 必需氨基酸是組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸（即 H、I、L、K、M、F、T、W、V）。

已發現蛋白質氨基酸與可被核酶自身氨酰化系統識別的一組氨基酸有關。 因此，非蛋白氨基酸將被基于核苷酸的生命形式的偶然進化成功排除在外。 還提供了其他原因來解釋為什么某些特定的非蛋白質氨基酸通常不被納入蛋白質中； 例如，鳥氨酸和高絲氨酸與肽主鏈環化并使半衰期相對較短的蛋白質破碎，而另一些則有毒，因為它們可能被錯誤地摻入蛋白質中，例如精氨酸類似物刀豆氨酸。

從原始湯中進化選擇某些蛋白氨基酸已經被認為是因為它們比非蛋白氨基酸更好地結合到多肽鏈中。

下面說明了由真核生物的遺傳密碼直接編碼用于蛋白質合成的 21 種氨基酸的結構和縮寫。 下面給出的結構是標準化學結構，不是水溶液中存在的典型兩性離子形式。

下表列出了單字母符號、三字母符號和標準氨基酸側鏈的化學性質。 列出的質量基于自然豐度下元素同位素的加權平均值。 形成肽鍵會消除一個水分子。 因此，蛋白質的質量等于蛋白質由每個肽鍵負 18.01524 Da 組成的氨基酸的質量。

§：Asp、Cys、Glu、His、Lys & 的值 Tyr 是使用位于丙氨酸五肽中央的氨基酸殘基測定的。 Arg 的值來自 Pace 等人。 (2009)。 Sec 的值來自 Byun & 康 (2011)。

N.D.：尚未報道吡咯賴氨酸的 pKa 值。

注意：小肽中氨基酸殘基的 pKa 值在蛋白質內部時通常略有不同。 蛋白質 pKa 計算有時用于計算這種情況下氨基酸殘基 pKa 值的變化。