Aminosäuren sind Moleküle, welche sowohl über eine Carboxyl- und eine Aminogruppe verfügen. Sind diese beiden funktionellen Gruppen durch ein Kohlenstoffatom voneinander getrennt, so spricht man dann von einer α-Aminosäure. Bei einer Trennung der beiden Gruppen durch zwei oder drei C-Atomen, wird respektiv von β-Aminosäuren und γ-Aminosäuren gesprochen. Besonders beim Aufbau von Proteinen finden α-Aminosäuren ihren Gebrauch. Für den Menschen sind 20, bzw. 21 Aminosäuren für den Aufbau von körpereigenen Proteinen relevant. Bei Diesen spricht man auch von den proteinogenen Aminosäuren. Neben diesen Aminosäuren gibt es natürlich auch weitere, die jedoch nicht für den Aufbau von Proteinen genutzt werden. Demnach spricht man von nicht-proteinogenen Aminosäuren. Unter diese Gruppe fallen beispielsweise das Citrullin, β-Alanin oder die γ-Aminobuttersäure.

Aminosäuren können zahlreich kategorisiert werden. Zum einen durch ihre chemischen Eigenschaften, oder zum anderen an der Tatsache, ob sie vom Körper eigenständig synthetisiert werden können, oder mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Im letzteren Fall unterscheidet man sie in essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren.

Besonders bei Athleten und Sportlern sind die verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA – branched chain amino acids) bekannt. Hierbei handelt es sich um die drei Aminosäuren: Leucin, Isoleucin und Valin, welche in ihrem Aminosäurerest eine verzweigte Kohlenwasserstoffkette besitzen. Durch die Aufnahme dieser BCAA erhoffen sich die Sportler einen verbesserten Muskelaufbau und eine verbesserte Ausdauer beim Sport.

Der Aminosäurebedarf wird über die Aufnahme von proteinhaltiger Nahrung saturiert. Hierbei werden Proteine durch verschiedenste Peptidasen/Proteasen im Gastrointestinaltrakt verdaut. Im Magen sorgen die Magensäure und die Endopeptidase Pepsin für die erste Spaltung der Peptide. Darauffolgend finden weitere Spaltungen durch Peptidasen des Pankreas und der Darmmucosa im Duodenum statt. Letzten Endes werden die Aminosäuren durch die Enterozyten des Dünndarmes resorbiert und gelangen ins Blut, wo sie dem Organismus zum weiteren Transport innerhalb des Körpers zur Verfügung stehen.

Aminosäuren werden nicht nur zum Aufbau von Proteinen benötigt, sondern besitzen auch ihren eigenen Aminosäurestoffwechsel. So können z. B. Neurotransmitter, Hormone und zahlreiche weitere Stoffe für den Körper gebildet werden. Aber auch bei der Energiegewinnung können Aminosäuren von Nutzen sein. So können in der Valin-, Leucin- und Isoleucin-Degradation wichtige Metabolite des Citratzyklus gebildet werden, die unter anderem zur Generierung von Reduktionsäquivalenten genutzt werden können.

Das Beispiel für die wohl prominenteste beta Aminosäure ist das β-Alanin. Diese Aminosäure unterscheidet sich von ihrem Konstitutionsisomer α-Alanin in der Hinsicht, dass sie ihre Aminogruppe am β-Kohlenstoff trägt. β-Alanin bildet zusammen mit Histidin das Dipeptid Carnosin, welches überwiegend in Muskel- und Hirngewebe vorkommt. Hierbei wirkt es als Antioxidans und fängt freie Radikale, wie z. B. ROS (reactive oxygen species) ab. Bei der Bildung von Carnosin ist β-Alanin das geschwindigkeitsbestimmende Edukt, weshalb es häufig von Sportlern als Nahrungsergänzungsmittel supplementiert wird.

Eine weitere nicht-proteinogene Aminosäure, welche häufig supplementiert wird ist das L-Citrullin. Diese Aminosäure ist am Harnstoffzyklus beteiligt, dessen Aufgabe darin liegt, zytotoxisches Ammoniak/Ammonium, welches als Abbauprodukt entsteht, in nicht-toxische Harnsäure zu überführen.