Glutamiini on yksi 20:sta proteinogeenisestä aminohaposta. Se ei ole välttämätön aminohappo, mutta voi olla elintärkeä tietyissä tilanteissa, kuten intensiivisessä lihasharjoittelussa, sairauksissa tai tietyissä gastrointestinaalisissa häiriöissä.

L-glutamiini on aminohappo, jota elimistössä on kaikkein eniten. L-glutamiinia on korkeina pitoisuuksina vatsassa ja suolistossa ja muodostaa ohutsuolen enterosyyttien tärkeimmän polttoaineen. Se varastoituu ennen kaikkea luurankolihaksiin.

L-glutamiinin puutetta esiintyy lähes aina rajujen sairauksien ja rappeutumisprosessien yhteydessä. Sillä on kyky läpäistä veri-aivoeste ja 60 % luurankolihasten aminohapporakenteesta koostuu glutamiinista.

Glutamiinisyntetitaasi-entsyymi syntetisoi glutamiinia glutamaatista ja ammoniakista. Glutamiinisyntetaasia esiintyy ennen kaikkea aivoissa, munuaisissa ja maksassa.