Alanina jest aminokwasem; są to elementy budulcowe białek. Wszystkie aminokwasy mają identyczną podstawową strukturę, ale mają poszczególne części przyklejone do tej podstawowej struktury. W przypadku alaniny ta porcja jest jednym z najprostszych aminokwasów, ma tylko jeden atom węgla i trzy atomy wodoru. Dokładny wygląd struktury alaniny może się różnić w zależności od tego, czy alanina występuje w naturze, czy jest wytwarzana syntetycznie.
W całości alanina zawiera 13 różnych atomów. Obejmuje to siedem wodorów, trzy węgle i dwa tlene wraz z jednym azotem. Większość struktury alaniny składa się z podstawowego zestawu atomów, który jest wspólny dla wszystkich aminokwasów. W przyrodzie występuje 20 aminokwasów, a każdy z nich różni się tylko jedną częścią swojej struktury, znaną jako grupa R.
Podstawowa struktura aminokwasu obraca się wokół jednego atomu węgla w centrum cząsteczki. Do tego przyczepione są trzy różne części, które nazywane są grupą aminową, grupą kwasu karboksylowego i samotnym wodorem. Grupa aminowa zawiera trzy atomy wodoru i jeden atom azotu, podczas gdy grupa kwasu karboksylowego zawiera jeden węgiel i dwa tlenu. Samotny wodór znajduje się obok centralnego węgla; pozostałe dwie grupy znajdują się w płaszczyźnie poziomej, z węglem i wodorem pośrodku.
Tam, gdzie struktura alaniny różni się od innych aminokwasów, znajduje się grupa R. Złożona z jednego węgla i trzech wodorów, ta grupa R jest dość prosta w porównaniu z większością innych aminokwasów. Dzięki tej strukturze alanina jest cząsteczką obojętną, bez silnych negatywnych lub pozytywnych oddziaływań elektrycznych z innymi cząsteczkami. Grupa R znajduje się prostopadle do płaszczyzny poziomej pozostałych elementów.
Chiralność jest ważną koncepcją w radzeniu sobie ze strukturą aminokwasów. Koncepcję tę można opisać jako dwie chemicznie identyczne cząsteczki będące swoimi lustrzanymi odbiciami. Jeśli chodzi o strukturę alaniny, lustrzane odbicie może wystąpić, gdy grupy przyklejone do centralnego węgla zostaną zamienione na drugą stronę węgla. Mogą to zilustrować ludzkie ręce, z identycznymi komponentami, ale z oczywistymi różnicami w budowie. Każde odbicie lustrzane jest znane jako izomer L lub izomer R, podobnie jak lewa ręka lub prawa ręka.
W naturze występuje tylko izomer L alaniny, ale kiedy ludzie wytwarzają alaninę syntetycznie, może również wystąpić izomer R. Cząsteczki alaniny o praworęczności nie są jednak przydatne w tworzeniu białek u zwierząt, ponieważ maszyneria komórkowa rozpoznaje tylko izomer L. Techniki naukowe mogą zidentyfikować obecność izomerów L lub R w próbce na podstawie sposobu, w jaki kierują one na nie padające promienie świetlne.