Üldises keemilises mõttes on hargnenud ahelaga aminohape (BCAA) mis tahes aminohape, mis sisaldab hargnenud süsinikuahelat, mis on seotud selle alfa-süsiniku aatomiga. Kõik aminohapped sisaldavad vesinikuaatomit, karboksüülrühma ja aminorühma, mis kõik on seotud sama keskse süsinikuaatomiga, mida nimetatakse alfa-süsinikuks. Alfa-süsinikul on ka neljas rühm, mida tavaliselt sümboliseeritakse R-rühmana; hargnenud ahelaga aminohapetes on see R-rühm lühike Y-kujuline kolme- või neljasüsinikuline ahel. Selle R-rühma omadused määravad aminohappe omadused ja seega ka selle bioloogilise tähtsuse.
Bioloogia ja toitumise puhul viitab mõiste hargnenud ahelaga aminohapped (BCAA) kolmele looduslikult esinevale aminohappele, mis sisaldavad väikest, hargnenud, kolme- või neljasüsinikulist ahelat: L-leutsiin, L-isoleutsiin ja L. -valiin. Kuna kõik looduslikult esinevad aminohapped on L-tüüpi, jäetakse eesliide sageli välja ja neid nimetatakse tavaliselt lihtsalt leutsiiniks, isoleutsiiniks ja valiiniks. Kõik kolm hargnenud ahelaga aminohapet on asendamatud aminohapped, mis tähendab, et keha ei saa neid toota, vaid need tuleb saada toiduga. Kuid need on levinud enamikus valguallikates, nagu liha, kala, linnuliha ja piimatooted, ning seetõttu on tavalises läänelikus dieedis harva neist puudu.
Lisaks nende toiteväärtusele toidus, kus nad on valkude sünteesiks üliolulised, pakuvad hargnenud ahelaga aminohapped teatud huvi toitainetena või farmatseutilise toimega toiduainetena, eriti sportlaste ja kulturistide seas. Leutsiin on teadaolevalt oluline mitte ainult valgu komponendina, vaid ka lihassünteesi regulaatorina. On näidatud, et täiendavate BCAA-de allaneelamine suurendab pärast treeningut lihasvalkude sünteesi ja vähendab treeningjärgset lihaskoe kataboolset lagunemist. Seega näib, et BCAA-d on võimelised stimuleerima lihastes anaboolset ehk valkude moodustamise reaktsiooni.
Samuti on leitud, et BCAA-d vähendavad hilinenud lihasvalu või DOMS-i, tundlikkust, mis ilmneb mitu päeva pärast rasket treeningut. Uuringud on näidanud, et 5-grammine treeningeelne toidulisand, mis koosnes isoleutsiinist:leusiinist:valiinist vahekorras 1:2.3:1.2, vähendas oluliselt DOMS-i pärast intensiivset treeningut isikutel, kes ei ole treenimisega harjunud. Väidetavalt võimaldab vähenenud valulikkus teha jõulisemaid ja intensiivsemaid treeninguid.
Täiendavad uuringud näitavad, et BCAA-de regulaarne kasutamine võib olla seotud kasvuhormooni sisalduse suurenemisega veres, mis võib seega aidata suurendada lihasmassi ja üldist keha suurust. BCAA-d näivad alandavat ka aminohappe trüptofaani taset veres. Liigne trüptofaan on seotud unisuse ja väsimusega, mistõttu on oletatud, et see BCAA trüptofaani alandav toime võib võimaldada pikemaid ja pingelisemaid treeninguid.
Siiski tuleb märkida, et praegu puuduvad otsesed tõendid selle kohta, et BCAA-d oleksid ühemõtteliselt kasulikud kas lihasmassi suuruse ja hulga suurendamisel või sportliku soorituse parandamisel. Nende faktide väljaselgitamiseks on vaja rohkem tööd. Hargnenud ahelaga aminohapped pakkusid huvi ka mõni aasta tagasi, kui pilootuuring näitas, et need võivad olla tõhusad amüotroofse lateraalskleroosi ehk Lou Gehrigi tõve sümptomite ravimisel. Järeluuringud seda siiski kinnitada ei suutnud ja üks isegi viitas sellele, et toidus sisalduvad hargnenud ahelaga aminohapped võivad selliste patsientide suremust isegi suurendada.