胺基酸的側鏈可以根據其化學性質和結構分為幾類。通常，這四種分類方式是：
非極性側鏈的胺基酸。這類胺基酸的側鏈通常具有疏水性質，包括丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)和蛋氨酸(Met)。
極性不攜帶電荷的胺基酸。這類胺基酸的側鏈是極性的，但不攜帶電荷，包括甘氨酸(Gly)、絲氨酸(Ser)、蘇氨酸(Thr)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、天冬醯胺(Asn)和穀氨醯胺(Gln)。
鹼性側鏈的胺基酸。這類胺基酸的側鏈帶有正電荷，包括賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)和組氨酸(His)。
酸性側鏈的胺基酸。這類胺基酸的側鏈帶有負電荷，包括天冬氨酸(Asp)和穀氨酸(Glu)。
此外，還可以根據化學結構分為脂肪族胺基酸、芳香族胺基酸和雜環族胺基酸。這些分類方法有助於理解胺基酸在生物分子中的作用和它們在三維結構中的相互作用。