Aminokwasem jest każda substancja, która zawiera w swej strukturze jednocześnie przynajmniej jedną grupę karboksylową -COOH i przynajmniej jedną grupę aminową -NH2. Dwadzieścia dwa aminokwasy są monomerami białek prostych. Białka złożone tym różnią się od prostych, że oprócz aminokwasów wiążą w swej strukturze substancje z innych grup chemicznych. Aminokwasy można podzielić na proteogenne- wchodzące w skład białek i nieproteogenne- które nie są składnikami białek. Aminokwasy proteogenne zwyczajowo dzielone są na egzogenne i endogenne. Aminokwasy egzogenne (niezbędne) nie mogą być tworzone w ustroju i muszą zostać dostarczone do organizmu wraz z pokarmem. Należą do nich leucyna, izoleucyna, lizyna, metionina, fenyloalanina, treonina, tryptofan i walina. aminokwasy endogenne są syntetyzowane w ustroju głównie z aminokwasów egzogennych. Ponadto są aminokwasy uznawane za względnie niezbędne (częściowo egzogenne), co oznacza ,że mogą być tworzone w organizmie, jednak w pewnych szczególnych stanach metabolicznych synteza wewnątrzustrojowa jest niewystarczająca. Są to histydyna i arginina.

Aminokwasy egzogenne nie pełnią w zasadzie innych funkcji metabolicznych poza budowaniem białek. Natomiast wszystkie aminokwasy endogenne, poza obecnością w składzie protein, spełniają rozliczne zadania ustrojowe. Działanie wielu z nich jest tożsame z funkcjami witamin i hormonów.

Funkcja aminokwasów proteogennych, kluczowe dla praktyki wspomagania, to przede wszystkim udział w budowaniu białek ustrojowych. Dobowa wymiana masy elementów białkowych (stan dynamicznej równowagi ustroju) waha się w przedziale 30-40 g. U sportowców wyczynowych wymiana taka przyjmuje wartość przynajmniej trzykrotnie wyższą. Aminokwasy poprawiają bilans azotowy dzięki swym właściwościom anabolicznym (potęgują syntezę białek ustrojowych) i antykatabolicznym. W sytuacjach, gdy ważne jest utrzymanie dodatniego bilansu azotowego, udział aminokwasów w diecie powinien być szczególnie wysoki.

Wiele aminokwasów posiada zdolność hamowania katabolizmu wysiłkowego. Aminokwasy wytłumiają degradację białek przez enzymy lizosomalne na drodze procesu zwanego represją za pomocą katabolitu (sprzężenie zwrotne ujemne) - nadmiar produktu hamuje proteolizę białka. Krytyczne stężenie substratów, przy którym występuje znaczne wytłumienie proteolizy ,znane jest jako „wysycenie katabolitem”. Jako preparaty antykataboliczne stosowane są najczęściej tabletkowe hydrolizaty białek lub wolne aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach węglowych - BCAA (leucyna, izoleucyna, walina). Preparaty te podawane są najczęściej w porze okołotreningowej - przed i po treningu, a także przed snem i po przebudzeniu. Prowadzi to do wysycenia katabolicznego, co w efekcie łagodzi katabolizm wysiłkowy. Katabolizm poabsorpcyjny nasila się w trakcie snu, a więc w sytuacji, gdy następuje długa przerwa pomiędzy posiłkami.

BCAA odgrywają także rolę w przeciwdziałaniu tzw. zmęczeniu ośrodkowemu (zmęczenie psychiczne), które obniża zdolność wysiłkową w długotrwałych wysiłkach wytrzymałościowych. Wysoki poziom BCAA we krwi blokuje przechodzenie F-tryptofanu do mózgu. F-tryptofan jest potrzebny do syntezy mózgowego neurotransmitera serotoniny, która może tłumić ośrodkowy układ nerwowy i wywoływać objawy senności oraz zmęczenia.
Wiele aminokwasów stymuluje fizjologiczną syntezę i sekrecję hormonów anabolicznych, zwłaszcza insuliny (stymulacja aminokwasowa jest mechanizmem alternatywnym do stymulacji glukozowej), somatotropiny i adrenaliny.