Arginiinilla, joka on välttämätön aminohappo, on positiivisesti varautunut guanidiiniryhmä. Arginiini on hyvin suunniteltu sitomaan fosfaattianionia, ja sitä esiintyy usein fosforyloituja substraatteja sitovien proteiinien aktiivisissa keskuksissa. Kationina arginiinilla, samoin kuin lysiinillä, on rooli proteiinin yleisen varaustasapainon ylläpitämisessä.

Arginiinilla on tärkeä rooli myös typpiaineenvaihdunnassa. Ureakierrossa entsyymi arginaasi pilkkoo (hydrolysoi) guanidiniumryhmän tuottaen ureaa ja L-aminohappo ornitiinia. Ornitiini on lysiini, jonka sivuketjussa on yksi metyleeniryhmä vähemmän. L-ornitiinia ei tavallisesti esiinny proteiineissa.

Geneettisessä koodissa on 6 koodonia arginiinille, mutta vaikka näin suuri määrä koodoneja liittyy yleensä kyseisen aminohapon suureen esiintymistiheyteen proteiineissa, arginiini on yksi harvinaisimmista aminohapoista. Ero aminohapon esiintymistiheyden ja koodonien lukumäärän välillä proteiineissa on arginiinin kohdalla suurempi kuin minkään muun aminohapon kohdalla.