Glutamin zählt zu den nicht-essentiellen Aminosäuren und kann aus der Aminosäure Glutamat synthetisiert werden. Neben Alanin zählt Glutamin zu der quantitativ wichtigsten Stickstoffquelle des menschlichen Körpers. Die höchste Konzentrationen an Glutamin sind in der Muskulatur, der Lunge, der Leber, dem Gehirn und dem Fettgewebe zu finden.
Im Gegensatz zu Glutamat kann Glutamin die Blut-Hirn-Schranke leicht überwinden und im Gehirn zu Gamma-Amino-Buttersäure (GABA) umgewandelt werden. GABA ist der bedeutendste dämpfende Neurotransmitter im Gehirn. Zusammen mit den Aminosäuren Cystein und Glycin kann Glutamin zu Glutathion, einem lebenswichtigen Antioxidans, umgewandelt werden. L-Glutamin spielt zudem eine Schlüsselrolle für die Schleimhautfunktion des Magen-Darm-Traktes und dessen Immunsystem.
Die Aminosäure Glutamin ist verstärkt enthalten in Sojabohnen, Dinkelmehl, Weizen, Käse sowie Rind- und Schweinefleisch.