不同種類的動物需要不同的必需氨基酸。對於成年人來說，有八種必需氨基酸，即賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸。[2]另外，組氨酸是嬰兒必需的。此外，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸和牛磺酸是早產兒所必需的。[3]
必需氨基酸必須直接從食物中獲取，否則無法維持機體氮平衡，影響健康。【3】食物中蛋白質的營養價值主要取決於必需氨基酸的種類、含量和比例是否接近人體所需。因此，植物蛋白的營養價值可以通過混合動物蛋白和植物蛋白，以及不同的植物蛋白來提高。必需氨基酸是指人體需要但自身不能合成或合成速度不能滿足機體需要的9種氨基酸，即賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸和組氨酸，其中組氨酸是嬰幼兒必需的。此外，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸和牛磺酸是早產兒的必需氨基酸。不同的氨基酸有不同的轉運機制來維持不同的濃度梯度。細胞內外必需氨基酸的梯度低於非必需氨基酸。氨基酸進出細胞的運輸是由膜結合蛋白完成的。氨基酸通過膜載體的轉運機制不僅存在於腸粘膜細胞中，也存在於腎小管細胞、肌細胞、脂肪細胞、白細胞、網織紅細胞和成纖維細胞中，對細胞內氨基酸的積累具有普遍意義。然而，載體的性質在不同的細胞中可能不同。[5]
存在於人體組織、器官和體液中的遊離氨基酸統稱為氨基酸庫，不同氨基酸在細胞內外濃度差異很大。堿性氨基酸(精氨酸和谷氨酰胺)的濃度在血漿中很低，但在細胞(骨骼肌細胞)中最高。[5]
氨基酸庫中的遊離氨基酸大部分來自除食物以外的蛋白質在體內的分解產物。這些氨基酸中有少數用於合成體內含氮化合物，主要用於合成人體蛋白質，從而實現蛋白質的不斷更新和修復。未被利用的含氮部分通過代謝轉化為尿素、氨和肌酐，由尿液排出體外，其含碳部分轉化為糖原和脂肪。因此，由尿液排出的氮包括食物氮和內源性氮。正常人細胞外氨基酸態氮約55 mg/L，細胞內氨基酸態氮800 mg/L，但遊離氨基酸態氮總量小於蛋白結合態。遊離氨基酸態氮總量為0.33克/千克體重，而體氮量為24克/千克體重。