たんぱく質は胃液に含まれる消化酵素のペプシンによって鎖状のポリペプチドになり、十二指腸で膵液に含まれる消化酵素のカルボキシペプチターゼによってトリペプチドになります。これはアミノ酸が３つ結合した構造になっていて、続いて消化酵素のキモトリプシンによってアミノ酸が２つ結合したジペプチドになり、さらに消化酵素のトリプシンによってアミノ酸となります。
アミノ酸は小腸から吸収され、肝臓に運ばれます。肝臓ではアミノ酸から全身に必要となるたんぱく質が合成され、酵素、ホルモン、神経伝達物質なども合成されます。
身体は約１０万種類のたんぱく質で構成されていますが、これらのたんぱく質は２０種類のアミノ酸によって構成されています。
アミノ酸のうち体内では合成されずに食事から摂らなければならない９種類は必須アミノ酸と呼ばれます。
必須アミノ酸が一つでも必要量に達していないと、たんぱく質としての栄養評価（アミノ酸スコア）が下がります。アミノ酸スコアが高い食品としては肉類、魚類、豆類、卵類、乳製品があげられ、これらは良質なたんぱく質とも呼ばれます。複数の食品を摂ることによって、必須アミノ酸のバランスを整え、身体を充分に働かせることができるようになります。
血液中には一定量のアミノ酸が溶け込み、エネルギー源のブドウ糖と脂肪酸が不足したときにはＴＣＡ回路に入り、エネルギー源として使用されます。本来はアミノ酸は身体を構成するたんぱく質の重要な成分であって、不足することがないようにする必要があります。大きく不足した場合には、筋肉や臓器などのたんぱく質が分解されることにもなります。
過剰に摂取して不要となったたんぱく質はアミノ酸に分解され、肝臓内で有毒なアンモニアから無毒な尿素となって排出されます。