氨基酸合成涵盖了细胞产生氨基酸的代谢途径。人类可以合成二十种标准氨基酸中的十一种，而其余九种——称为必需氨基酸——必须从饮食中获取。

必需氨基酸与非必需氨基酸

必需氨基酸

人类无法合成组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。这些必须通过饮食提供。缺乏任何一种必需氨基酸都会导致蛋白质缺乏，因为蛋白质合成需要同时存在全部二十种氨基酸。

非必需氨基酸

其余十一种氨基酸可由人体合成。它们来自常见的代谢中间产物，如源自糖酵解和柠檬酸循环的α-酮酸。

生物合成途径

转氨作用

合成许多氨基酸的第一步是转氨作用。在氨基转移酶的催化下，α-酮酸从另一个氨基酸（通常是谷氨酸）接受氨基。该反应将酮酸转化为氨基酸。

氨基酸家族

根据生物合成前体，氨基酸分为几个家族：来自α-酮戊二酸的有谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸；来自草酰乙酸的有天冬氨酸、天冬酰胺、蛋氨酸、苏氨酸和赖氨酸；来自丙酮酸的有丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸；来自3-磷酸甘油酸的有丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸；来自莽草酸的有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸；来自核糖-5-磷酸的有组氨酸。

调控

氨基酸合成受到反馈抑制的严格调控。一条途径的终产物抑制该途径的第一个关键酶，防止过度产生。这使得细胞能够将氨基酸产量与需求相匹配。