Os aminoácidos podem formar polímeros pela ligação do grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amino de outro. Essa ligação entre o carbono e o nitrogênio, chamada ligação peptídica, é obtida por exclusão de uma molécula de água.

Apesar de a ligação peptídica ser representada por um único traço de ligação, ela tem características intermediárias entre uma ligação simples e uma dupla ligação, o que possibilita a rotação em torno dessa ligação e garante a aquisição da ampla diversidade de formas das proteínas.

Polímeros contendo até 30 aminoácidos são conjuntamente chamados de oligopeptídeos.

Nos seres vivos, a união dos aminoácidos por ligação peptídica não é feita por reação direta entre eles, mas através de um complexo aparato de síntese proteica.