Los aminoácidos son las unidades estructurales básicas de las proteínas. Los alfa-aminoácidos se caracterizan por tener un grupo amino y un grupo carboxilo unidos al carbono alfa. Al carbono alfa se unen además un átomo de hidrógeno y una cadena R, que distingue a los diferentes aminoácidos:

A pH fisiológico, el grupo amino se encuentra protonado (-NH₃⁺) y el carboxilo sin protonar (-COO^–).

En la glicina, el aminoácido más simple, la cadena R es un átomo de hidrógeno. El modelo de bolas y varillas no refleja ni el tamaño ni la forma real de la molecula, aunque permite distinguir claramente los diferentes átomos y enlaces. Un modelo espacial compacto muestra el tamaño y forma real de la molécula, pero dificulta la percepción de la estructura. En el modelo de varillas se muestran sólo los enlaces. Este modelo es adecuado para ver la estructura de moléculas grandes.

Además de la glicina, en las proteínas se encuentran 19 aminoácidos más. Estos 19 aminoácidos se diferencian en la estructura de la cadenal lateral R. Según la naturaleza de esta cadena lateral podemos clasificar los aminoácidos en 5 grupos: