Alanīns ir aminoskābe; tie ir proteīnu celtniecības bloki. Visām aminoskābēm ir identiska pamatstruktūra, bet atsevišķas daļas ir pielipušas pie šīs pamatstruktūras. Alanīna gadījumā šī daļa ir viena no vienkāršākajām aminoskābēm, kurā ir tikai viens oglekļa un trīs ūdeņraža atomi. Precīzs alanīna struktūras izskats var atšķirties atkarībā no tā, vai alanīns ir sastopams dabā vai tiek ražots sintētiski.
Kopumā alanīns satur 13 dažādus atomus. Tas ietver septiņus ūdeņražus, trīs oglekļa atomus un divus skābekli, kā arī vienu slāpekļa atomu. Lielāko daļu alanīna struktūras veido pamata atomu kopums, kas ir kopīgs visām aminoskābēm. Dabā ir sastopamas 20 aminoskābes, un katra no tām atšķiras tikai vienā savas struktūras daļā, ko sauc par R-grupu.
Aminoskābju pamatstruktūra griežas ap vienu oglekļa atomu molekulas centrā. Uz tā ir pielīmētas trīs dažādas daļas, kuras sauc par aminogrupu, karbonskābes grupu un vientuļo ūdeņradi. Aminogrupa satur trīs ūdeņraža atomus un vienu slāpekļa atomu, savukārt karbonskābes grupā ir viens ogleklis un divi skābekļa atomi. Vientuļais ūdeņradis atrodas blakus centrālajam ogleklim; pārējās divas grupas atrodas pa horizontālu plakni ar oglekli un ūdeņradi pa vidu.
Ja alanīna struktūra atšķiras no citām aminoskābēm, ir R-grupa. Šī R-grupa, kas sastāv no viena oglekļa un trīs ūdeņraža atomiem, ir diezgan vienkārša salīdzinājumā ar lielāko daļu citu aminoskābju. Šīs struktūras dēļ alanīns ir neitrāla molekula, kurai nav spēcīgas negatīvas vai pozitīvas elektriskās mijiedarbības ar citām molekulām. R-grupa atrodas perpendikulāri pārējo komponentu horizontālajai plaknei.
Hiralitāte ir svarīgs jēdziens, risinot aminoskābju struktūru. Šo koncepciju var raksturot kā divas ķīmiski identiskas molekulas, kas ir viena otras spoguļattēli. Attiecībā uz alanīna struktūru spoguļattēls var rasties, kad grupas, kas iestrēgušas uz centrālā oglekļa, tiek nomainītas uz otru oglekļa pusi. To var ilustrēt cilvēka rokas ar identiskām sastāvdaļām, bet acīmredzamām atšķirībām struktūrā. Katrs spoguļattēls ir pazīstams kā L-izomērs vai R-izomērs, piemēram, ar kreiso vai labo roku.
Dabā sastopams tikai alanīna L-izomērs, bet, kad cilvēki sintētiski ražo alanīnu, var rasties arī R-izomērs. Tomēr alanīna molekulas ar labrocību nav noderīgas proteīnu radīšanai dzīvniekiem, jo šūnu iekārta atpazīst tikai L-izomēru. Zinātniskie paņēmieni var noteikt L- vai R-izomēru klātbūtni paraugā pēc tā, kā tie virza gaismas starus, kas uz tiem spīdēja.