Colores indicadores de pH, tomada de Wikipedia
Cuando los aminoácidos se encuentran en disolución acuosa forman iones dipolares, llamados también iones híbridos, por poseer igual número de cargas positivas que negativas. El grupo amino está protonado (-NH3+) y el grupo carboxilo desprotonado (-COO-). Dependiendo del pH de la disolución, un ión híbrido puede comportarse como ácido (dador de H+) o como base (aceptor de H+). Los aminoácidos en un medio ácido funcionan como bases y en un medio alcalino como ácidos. En medio ácido (con exceso de H+) se comportan como una base y queda cargado positivamente, ya que el grupo carboxilo (-COO-).acepta los protones y pasa a -COOH. Si el medio es básico (con exceso de OH), el grupo amino (-NH3+) se comporta como un ácido, liberando H+, perdiendo su carga positiva y pasando a -NH2.
Para cada aminoácido existe un pH, denominado punto isoeléctrico o pI. En él, el aminoácido es un ión dipolar neutro o zwitterión, (del alemán zwitter "hemafrodita") es decir, sus grupos amino y carboxilo están ionizados, pero sus cargas se equilibran, por lo que la carga neta del aminoácido es cero.
Las sustancias que poseen esta propiedad se denominan anfóteras (del griego amphi, "ambos").
En los organismos vivos, los aminoácidos, junto con otras sustancias de carácter anfótero, hacen posible la regulación del pH, ya que se comportan como ácidos o como bases según convenga.