天然精氨酸为L-型，从水中结晶的产物含两分子结晶水，在乙醇中结晶的是无水物。由于胍基的存在，精氨酸呈碱性，易与酸反应形成盐。白色斜方晶系晶体或白色结晶性粉末。熔点244℃。经水重解结晶后，于己于105℃失去结晶水。其水溶液呈强碱性，可从空气中吸收二氧化碳。溶于水，不溶于乙醚，微溶于乙醇。天然品大量存在于鱼精蛋白中，亦为各种蛋白质的基本组成，故存在十分广泛。

天然精氨酸为L-型，从水中结晶的产物含两分子结晶水，在乙醇中结晶的是无水物。由于胍基的存在，精氨酸呈碱性，易与酸反应形成盐。性状：白色斜方晶系（二水物）晶体或白色结晶性粉末。熔点244℃。经水重解结晶后，于己于105℃失去结晶水。其水溶液呈强碱性，可从空气中吸收二氧化碳。溶于水（15%，21℃），不溶于乙醚，微溶于乙醇。天然品大量存在于鱼精蛋白中，亦为各种蛋白质的基本组成，故存在十分广泛。

精氨酸可以算为一种双性氨基酸，这是因与主链最接近的旁链部份是较长、有机及疏水的，而精氨酸另一端的旁链则是一个胍基。这个胍基的酸度系数（pKa值）为12.48，在中性、酸性或碱性的环境下都是带正电荷的。因为在其双键及氮孤立电子对之间的共轭体系，使得其正电殛离开原位。这个胍基能形成多重的氢键。