天然精氨酸是L-型，从水中结晶的产物含两分子结晶水，105℃失去结晶水。在乙醇中结晶的是无水物。238℃分解。溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。 精氨酸是精子蛋白的重要成分，对于动物属于必需氨基酸，人体虽能自身合成，但合成速度较慢，故对人称之为半必需氨基酸。由于胍基的存在精氨酸呈碱性，易与酸反应形成盐，属于碱性氨基酸。在营养学中是一种必需的氨基酸。明胶及鱼精蛋白中含量较多。可用作食品的添加剂并用以制取药物。可由明胶水解并精制而成。 精氨酸与生物体内尿素形成密切相关，还能形成磷酸精氨酸及磷酸肌酸，后者在能量代谢中有重要作用。在植物种子中，常作为氮源的一种形式被贮存以供种子萌发所需。代谢产物精胺和亚精胺，以及含精氨酸较多的碱性组蛋白，在稳定原核和真核细胞中的DNA以及在DNA的遗传信息表达过程中均起十分重要的作用。 精氨酸可参与鸟氨酸循环，能促进体内尿素的生成，故可减少体内氨的贮积而使血氨下降。临床上主要用于血氨增高引起的肝昏迷，对伴有碱中毒及禁用谷氨酸钠的患者最为适宜。