Az arginin, egy esszenciális aminosav, pozitív töltésű guanidinocsoporttal rendelkezik. Az arginin jól képes a foszfát anion megkötésére, és gyakran megtalálható a foszforilált szubsztrátokat megkötő fehérjék aktív centrumaiban. Kationként az arginin, akárcsak a lizin, szerepet játszik a fehérje általános töltésegyensúlyának fenntartásában.

Az arginin a nitrogén-anyagcserében is fontos szerepet játszik. A karbamidciklusban az argináz enzim hasítja (hidrolizálja) a guanidiniumcsoportot, így karbamid és az L-aminosav ornitin keletkezik. Az ornitin lizin, amelynek oldalláncában egy metiléncsoporttal kevesebb van. Az L-ornitin általában nem található meg a fehérjékben.

A genetikai kódban 6 kodon található az arginin számára, mégis, bár ez a nagyszámú kodon általában az adott aminosav nagy gyakoriságával jár együtt a fehérjékben, az arginin az egyik legkevésbé gyakori aminosav. A fehérjékben az aminosav gyakorisága és a kodonok száma közötti eltérés az arginin esetében nagyobb, mint bármely más aminosav esetében.