L'acide glutamique est un acide aminé non essentiel utilisé par le corps pour fabriquer des protéines humaines, un composant vital de toutes les cellules du corps. Cet acide aminé est étiqueté "non essentiel" car, lorsque les acides manquent dans l'alimentation, le corps peut les fabriquer. Tous les acides aminés non essentiels doivent être disponibles avant que le corps puisse synthétiser les protéines ; plusieurs ont également des rôles supplémentaires plus spécialisés. L'acide glutamique est biosynthétisé à partir d'un certain nombre d'acides aminés, dont l'ornithine et l'arginine. Lorsqu'il est aminé, l'acide glutamique forme l'important acide aminé glutamine. Parce qu'il a une fraction acide carboxylique (groupe fonctionnel) sur la chaîne latérale, l'acide glutamique est l'un des deux seuls acides aminés (l'autre étant l'acide aspartique) qui a une charge nette négative au pH physiologique. Cette charge négative fait de l'acide glutamique une molécule très polaire et se trouve généralement à l'extérieur des protéines et des enzymes, où il est libre d'interagir avec l'environnement intracellulaire aqueux.

C'est un composé organique, l'un des 20 acides aminés couramment présents dans les protéines animales. Seulement le je stéréoisomère se produit dans les protéines de mammifères. Comme l'acide aspartique, l'acide glutamique possède un groupe carboxyle acide sur sa chaîne latérale, qui peut servir à la fois d'accepteur et de donneur d'ammoniac, un composé toxique pour le corps. Une fois que l'acide glutamique s'est couplé à l'ammoniac, il est appelé glutamine et peut ainsi transporter en toute sécurité l'ammoniac vers le foie, où l'ammoniac est finalement converti en urée pour être excrétée par les reins. L'acide glutamique libre (non incorporé dans les protéines) peut également être converti de manière réversible en acide cétoglutarique, un intermédiaire du cycle de Krebs, et en tant que tel peut être dégradé en dioxyde de carbone et en eau, ou transformé en sucres. La chaîne latérale acide de l'acide glutamique confère une charge négative dans la plupart des conditions aux protéines dans lesquelles cet acide aminé se trouve, augmentant ainsi la solubilité dans l'eau de la protéine.

L'acide glutamique est un neurotransmetteur excitateur important, nécessaire au métabolisme des sucres et des graisses, et soutient la fonction de la prostate.