精氨酸是一种α氨基酸，亦是20种普遍的自然氨基酸之一。在哺乳动物，精氨酸被分类为半必要或条件性必要的氨基酸，视乎生物的发育阶段及健康状况而定。一种复杂的氨基酸，在蛋白质和酶的反应点可以发现它。含精氨酸的食物有鳝鱼、黑鱼、海参、蹄筋、豆制品、瘦肉、果蔬等。
精氨酸可以算为一种双性氨基酸，这是因与主链最接近的旁链部份是较长、有机及疏水的，而另一端的旁链则是一个胍基。这个胍基的酸度系数（pKa值）为12.48，在中性、酸性或碱性的环境下都是带正电荷的。因为在其双键及氮孤立电子对之间的共轭体系，使得其正电殛离开原位。这个胍基能形成多重的氢键。
精氨酸是由瓜氨酸透过胞质酵素精氨基琥珀酸合成酶（ASS）及精氨基琥珀酸裂解酶（ASL）合成。这个过程所要求较大的能量，这是因为要将每一个分子合成精氨基需要将三磷酸腺苷（ATP）水解成一磷酸腺苷（AMP），即两个三磷酸腺苷当量。
瓜氨酸能从以下各种来源生成：
从精氨酸经由一氧化氮合酶（NOS）催成；
从鸟氨酸经由脯氨酸或谷氨酰胺/谷氨酸的分解代借催成；
从非对称性二甲基精氨酸（ADMA）经由二甲基精氨酸二甲胺水解酶（DDAH）催成。
经由精氨酸或谷氨酰胺及谷氨酸所生成的途径是双向性的，因此氨基酸的生成会容易受到细胞的种类及生长阶段的影响。
从整个身体内看，精氨酸的合成基本是发生在小肠的上皮细胞。上皮细胞会从谷氨酰胺及谷氨酸产生瓜氨酸，再经由肾脏的肾小管细胞协助下抽取出来并转化为精氨酸。所以，若小肠或肾脏受到损害，精氨酸的内生合成会因而减少，这些人的膳食质素因而要相应提高。
另外，精氨酸的合成亦会在其他细胞中发生，所合成的份量较少。若在合成的环境中加入诱导型一氧化氮合酶（iNOS），可以明显的提高合成的份量。在一氧化氮合酶催化的过程中所产生的副产品瓜氨酸，可以透过“瓜氨酸/一氧化氮过程”或“精氨酸/瓜氨酸过程”再转化为精氨酸。这个过程可以从多种细胞内，瓜氨酸会某程度上取代精氨酸协助一氧化氮显明出来。这个转化过程在多种不同的细胞内，瓜氨酸取代精氨酸协助一氧化氮的生成显明出来。但是，过程很难被量化，原因是瓜氨酸会与较稳定的一氧化氮化合物（硝酸盐及亚硝酸盐）积聚起来。
精氨酸在以下各种过程中，都有着重要的角色：
·细胞分裂
· 伤口复原
· 排出氨
· 免疫功能
· 分泌激素
蛋白质内的功能
精氨酸的分子结构、电荷分布及形成多重氢键的能力，使得它能与带有负电荷的分子结合。因此，精氨酸在蛋白质的外围，能在带电荷的环境下产生相互作用。在蛋白质内，胜肽精胺酸脱亚氨酶能将精氨酸能转化成瓜氨酸。而蛋白质甲基转移酶能将精氨酸甲基化。
作为前体
精氨酸是一氧化氮、尿素、鸟氨酸及肌丁胺的直接前体，是合成肌肉素的重要原素，且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺的合成。
作为一氧化氮的前体，精氨酸可以协助舒张血管。非对称性二甲基精氨酸（ADMA）会压抑一氧化氮的化学作用，所以ADMA被认为是血管疾病的标记，就像精氨酸是健康内皮细胞层的象征一样。
压抑病毒复制
细胞培植研究指出当有机体外（试管内）赖氨酸与精氨酸的比例偏向赖氨酸时，可以压抑病毒的复制。在治疗上的成效却是未知的，但食用精氨酸会影响注射赖氨酸的效用。
营养增补剂
.精氨酸是鸟氨酸循环中的一个组成成分具有极其重要的生理功能.多吃精氨酸，可以增加肝脏中精氨酸酶(arginase)的活性，有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。所以，精氨酸对高氨血症，肝脏机能障碍等均有功效.
精氨酸也是精子蛋白的主要成分，有促进精子的质量，提高精子运动能量的作用。
精氨酸是一种双基氨基酸，对成人来说虽然不是必需氨基酸。但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下，如果缺乏精氨酸，机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能.病人若缺乏精氨酸，会导致血氨过高，甚至昏迷。婴儿先天性缺乏尿素循环的某些酶，精氨酸对其也是必须的，否则不能维持正常的生长与发育。但一般认为对婴儿不说组氨酸与精氨酸也属必需氨基酸。也就是说，婴儿有10种必需氨基酸。动物实验表明，大鼠受伤以后，若善食中的精氨酸少于0.05%，大鼠便不能维持氮平衡与正常生长。如果这时补充1%的精氨酸，对受伤大鼠的恢复较好。
病人在进行手术(如胆囊切除术)以前，如先补充30g的精氨酸，会使病人维持正氮平衡而易于恢复.对肿瘤病人在进行大手术前鼻饲匀膳时，补充25g的精氨酸比补充同样氮含量的甘氨酸有效得多，更易于保持氮的正平衡。要使精氨酸发挥上述功效，其剂量较大甚至要达到每千克体重0.5g
【药理作用】 该品能利用氨合成尿素而降低血氨，改善症状。另外有辅助纠正肝性脑病时的酸碱平衡。
【适应症】能降低血氨水平，用于肝昏迷，适用于忌钠患者．也适用于其它原因引起血氨过高所致的精神病状。
【用法用量】 静滴，一次15-20g，以5%葡萄糖液500-1000ml稀释，滴速宜慢，每次4小时以上.
【禁用慎用】肾功能不全者忌用。
【不良反应】注入过快可引起流涎，颜面或皮肤潮红，呕吐.用其盐酸盐可引起高氯血酸症.
【注意事项】肾功能不全者慎用。无尿者、体内缺乏精氨酸酶者禁用。应监测患者的酸碱平衡。
