La glutamine est le plus abondant acide aminé dans le sang et dans le groupe intracellulaire d'acides aminés libres (le plus abondant des acides aminés dans le tissu musculaire). Il représente 61% du groupe des acides aminés dans le muscle squelettique. L'unique structure de la glutamine, comportant deux chaînes latérales d'azote, consiste en 19% d'azote, ce qui en fait le principal transporteur d'azote dans la cellule musculaire. La glutamine seule est responsable de 35 % de l'azote qui entre dans la cellule musculaire.

Les concentrations de glutamine chutent de façon très sensible après l'entraînement et restent faibles jusqu'à la complète récupération. Cette chute en glutamine est catabolique au tissus musculaire. Se supplémenter avec de la glutamine préserve la glutamine libre dans le tissu musculaire, neutralise la chute dans la synthèse des protéines du muscle et améliore l'équilibre d'azote.