นอกจากหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลแล้ว กรดอะมิโนยังมีสายข้างหรือหมู่ R ที่ต่อกับคาร์บอน α กรดอะมิโนแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะตัวที่เกิดจากขนาด รูปร่าง ความสามารถในการละลาย และคุณสมบัติการแตกตัวเป็นไอออนของหมู่ R ผลที่ตามมาคือ สายด้านข้างของกรดอะมิโนมีผลอย่างลึกซึ้งต่อโครงสร้างและกิจกรรมทางชีวภาพของโปรตีน แอลธีอะนีน แม้ว่ากรดอะมิโนสามารถจำแนกได้หลายวิธี แต่วิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปคือการจำแนกตามว่าหมู่ฟังก์ชันบนสายโซ่ด้านข้างที่ค่า pH เป็นกลางนั้นไม่มีขั้ว มีขั้วแต่ไม่มีประจุ มีประจุลบ หรือมีประจุบวก โครงสร้างและชื่อของกรดอะมิโน 20 ชนิด ตัวย่อ 1 ตัวและ 3 ตัว และลักษณะเด่นบางประการแสดงไว้ในตาราง