Ένα πεπτίδιο αμινοξέος είναι ένα μόριο που περιέχει μια μικρή αλυσίδα αμινοξέων ενωμένα μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς. Αυτά τα μόρια έχουν την ίδια βασική δομή με τις πρωτεΐνες, αλλά υπάρχει μια συγκεκριμένη διαφορά μεταξύ τους. Το χαρακτηριστικό που διαφοροποιεί μια πρωτεΐνη από ένα πεπτίδιο αμινοξέος είναι ο αριθμός των αμινοξέων που ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν το μόριο. Γενικά, εάν υπάρχουν λιγότερα από 50 αμινοξέα στην αλυσίδα, τότε θεωρείται ότι είναι ένα πεπτίδιο αμινοξέων.
Τόσο στα πεπτίδια αμινοξέων όσο και στις πρωτεΐνες, οι πεπτιδικοί δεσμοί συγκρατούν τα αμινοξέα μαζί. Οι πεπτιδικοί δεσμοί είναι ένα παράδειγμα ομοιοπολικών δεσμών, οι οποίοι σχηματίζονται όταν τα ηλεκτρόνια μοιράζονται μεταξύ δύο διαφορετικών ατόμων. Στην περίπτωση των αμινοξέων, ο δεσμός σχηματίζεται μεταξύ της καρβοξυλικής ομάδας (-COOH) ενός αμινοξέος και της αμινομάδας (-NH2) ενός άλλου. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης που συνδέει τα δύο μόρια αμινοξέων μεταξύ τους, ένα μόριο νερού (Η2Ο) απελευθερώνεται όταν ένα ιόν υδρογόνου (Η) από την αμινομάδα ενώνεται με ένα υδροξύλιο (ΟΗ) από την ομάδα καρβοξυλίου.
Το συντομότερο πεπτίδιο αμινοξέος που μπορεί να σχηματιστεί ονομάζεται διπεπτίδιο επειδή περιέχει μόνο δύο αμινοξέα. Από εκεί, αυξάνουν σε μήκος μέχρι περίπου 50 αμινοξέα. Καθώς περισσότερα αμινοξέα ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζονται τρι-, τετρα- και πενταπεπτίδια. Αυτά τα μόρια αναφέρονται επίσης ως πολυπεπτίδια, που σημαίνει «πολλά πεπτίδια». Για να σχηματιστούν πρωτεΐνες, τουλάχιστον δύο πολυπεπτίδια πρέπει να ενωθούν μεταξύ τους.
Τα πεπτίδια και οι πρωτεΐνες αμινοξέων έχουν πολλούς διαφορετικούς ρόλους με τα κύτταρα των ζώων. Και τα δύο μπορούν να σχηματίσουν ορμόνες και ένζυμα, τα οποία ρυθμίζουν τη λειτουργία ορισμένων κυττάρων και μπορούν να διεγείρουν ή να αναστείλουν συγκεκριμένες αντιδράσεις μέσα στα κύτταρα. Παίζουν επίσης ρόλο στην υποστήριξη διαφορετικών τμημάτων του σώματος των ζώων καθώς είναι αναπόσπαστα σε πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων και ιστών, συμπεριλαμβανομένων των μαλλιών, των νυχιών, των μυών, των οστών και των κυττάρων του δέρματος.
Η αλληλουχία του πεπτιδίου αμινοξέος προσδιορίζεται από το DNA του οργανισμού. Οι μακριές κλώνοι των νουκλεϊνικών οξέων παρέχουν τον κωδικό για το ποια αμινοξέα πρέπει να προσκολληθούν. Αρχικά, το DNA μεταγράφεται σε RNA, το οποίο στη συνέχεια μεταφράζεται σε πεπτίδιο ή πρωτεΐνη αμινοξέος. Σε κάθε αμινοξύ αντιστοιχεί ένας συνδυασμός τριών νουκλεϊκών οξέων DNA ή ενός κωδικονίου. Υπάρχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα που μπορούν να ενωθούν για να σχηματίσουν μια πεπτιδική αλυσίδα αμινοξέων.