A glutamina é o aminoácido livre mais abundante no plasma e no tecido muscular. Nutricionalmente é classificada como um aminoácido não essencial, ou seja, que pode ser sintetizada pelo organismo, sua síntese é feita a partir do ácido glutâmico, valina e isoleucina e duas enzimas, a glutamina sintetase, que é quem faz a interação entre glutamato e amônia e a glutaminase, que tem ação inversa.

A direção e os valores das reações dessas enzimas é o que vai decidir se determinado tecido no corpo humano é consumidor ou produtor de glutamina, por exemplo, os músculos esqueléticos são considerados produtores, pois possuem pouca glutaminase. Sua produção inicia-se nos músculos, pulmões, fígado, cérebro e possivelmente no tecido adiposo.

Os rins, células do sistema imune e trato gastrointestinal são consumidores, enquanto o fígado é o único órgão que tanto consome como produz. Sob algumas condições, como uma reduzida oferta de carboidratos, o fígado pode se tornar também, apenas um consumidor de glutamina. Desta forma, podemos concluir que em alguns estados corporais como o estresse, injúrias, desgastes, câncer, HIP, sepse, cirurgias, exercícios físicos intensos, entre outros, alguns órgãos corporais passam a necessitar de uma demanda muito maior de glutamina, o que pode não ser possível apenas pela síntese corporal, nesse caso, exigindo que seja administrado doses extras de glutamina por suplementação, sendo ela via oral para indivíduos saudáveis que necessitam da suplementação, como por exemplo, os atletas ou praticantes de exercício físico de alta intensidade, ou enteral (sondas) para indivíduos com seu estado de saúde comprometido e com apenas parte do trato gastrointestinal funcionante.

A glutamina exerce funções muito importantes para o corpo, entre elas estão: a manutenção do sistema imunológico, equilíbrio do balanço ácido/básico durante estado de acidose, possível reguladora da síntese e da degradação de proteínas, controle do volume celular, desintoxicação corporal do nitrogênio e da amônia (elemento tóxico para o organismo humano), controle entre o catabolismo e anabolismo, no combate à síndrome do overtraining, precursor de nitrogênio para a síntese de nucleotídeos.

Uma particularidade muito importante da glutamina é a sua capacidade de promover uma liberação extra de hormônios.

Para alguns nutricionistas, a glutamina não é considerada como "não essencial", apesar de ser sintetizada pelo corpo humano, devido a sua grande importância tanto para a síntese dos demais aminoácidos quanto para a manutenção da homeostase de vários tecidos durante estados catabólicos