La fenilalanina è un amminoacido non polare che partecipa alla costituzione delle più comuni proteine alimentari. Nell'organismo umano, la fenilalanina è un amminoacido essenziale. Può essere convertito nella tirosina (da parte dalla fenilalanina idrossilasi), che a sua volta può essere trasformata nella L-DOPA, nell'epinefrina e nella norepinefrina. Di fronte all'incapacità di metabolizzare la fenilalanina, si ha la malattia genetica denominata fenilchetonuria. L'accumulo dell'amminoacido nel sangue, nelle urine e nei tessuti può provocare, dall'età neonatale alla pubertà, un mancato sviluppo del sistema nervoso centrale e di conseguenza un ritardo neuromotorio e psichico. La fenilalanina si trova nei formaggi, in frutti come le banane, l'avocado e le mandorle e come composto dell'aspartame, il dolcificante utilizzato in particolare nelle bevande gassate.