Alaniin on aminohape; need on valkude ehituskivid. Kõigil aminohapetel on identne põhistruktuur, kuid üksikud osad on selle põhistruktuuri külge kinni jäänud. Alaniini puhul on see osa kõigist aminohapetest üks lihtsamaid, ainult ühe süsiniku ja kolme vesinikuaatomiga. Alaniini struktuuri täpne välimus võib varieeruda olenevalt sellest, kas alaniin esineb looduses või on sünteetiliselt toodetud.
Täielikult sisaldab alaniin 13 erinevat aatomit. See hõlmab seitset vesinikku, kolme süsinikku ja kahte hapnikku koos ühe lämmastikuga. Suurem osa alaniini struktuurist koosneb põhiaatomite kogumist, mis on ühine kõigile aminohapetele. Looduses leidub 20 aminohapet ja igaüks neist erineb ainult ühest osast oma struktuurist, mida tuntakse R-rühmana.
Aminohappe põhistruktuur tiirleb ümber ühe süsinikuaatomi molekuli keskel. Sellele on kinni jäänud kolm erinevat osa, mida nimetatakse aminorühmaks, karboksüülhapperühmaks ja üksikuks vesinikuks. Aminorühm sisaldab kolme vesinikuaatomit ja ühte lämmastikuaatomit, samas kui karboksüülhapperühm sisaldab ühte süsinikku ja kahte hapnikku. Üksik vesinik on tsentraalse süsiniku kõrval; ülejäänud kaks rühma asuvad piki horisontaaltasapinda, süsinik ja vesinik on keskel.
Kui alaniini struktuur erineb teistest aminohapetest, on R-rühm. Ühest süsinikust ja kolmest vesinikust koosnev R-rühm on enamiku teiste aminohapetega võrreldes üsna lihtne. Selle struktuuri tõttu on alaniin neutraalne molekul, millel puudub tugev negatiivne või positiivne elektriline interaktsioon teiste molekulidega. R-rühm asub teiste komponentide horisontaaltasapinnaga risti.
Kiraalsus on aminohapete struktuuri käsitlemisel oluline mõiste. Seda kontseptsiooni võib kirjeldada kui kahte keemiliselt identset molekuli, mis on üksteise peegelpildid. Seoses alaniini struktuuriga võib peegelpilt tekkida siis, kui tsentraalsele süsinikule kinni jäänud rühmad vahetatakse süsiniku teisele poolele. Inimkäed, millel on identsed komponendid, kuid ehituses on ilmsed erinevused, võivad seda illustreerida. Iga peegelpilti nimetatakse L-isomeeriks või R-isomeeriks, nagu vasak käsi või parem käsi.
Looduses esineb ainult alaniini L-isomeer, kuid kui inimene sünteetiliselt alaniini toodab, võib tekkida ka R-isomeer. Paremakäelised alaniini molekulid ei ole aga loomadel valkude loomisel kasulikud, kuna rakumehhanism tunneb ära ainult L-isomeeri. Teaduslikud meetodid võimaldavad tuvastada L- või R-isomeeride olemasolu proovis selle järgi, kuidas nad suunavad neile valguskiiri.