二十種胺基酸可以根據不同的標準進行分類，例如，根據側鏈（R基）的化學性質，胺基酸可以分為非極性胺基酸、極性中性胺基酸、酸性胺基酸、鹼性胺基酸，以及芳香族胺基酸。具體如下：
非極性胺基酸。這些胺基酸的側鏈通常不含電荷，包括甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、蛋氨酸。
極性中性胺基酸。這些胺基酸的側鏈可帶電荷也可不帶電荷，包括絲氨酸、半胱氨酸、天冬醯胺、穀氨醯胺、蘇氨酸。
酸性胺基酸。側鏈帶負電荷，包括天冬氨酸、穀氨酸。
鹼性胺基酸。側鏈帶正電荷，包括賴氨酸、精氨酸、組氨酸。
芳香族胺基酸。含有芳香環的側鏈，包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。
此外，還可以根據胺基酸是否為必需胺基酸（對某些生物體是必需的，而對其他生物體則不是）來分類。