친수성(hydrophilic) 아미노산은 이온화되었거나 극성을 띠는 가지사슬을 가지고 있다. 중성(neutral pH)에서 아르지닌(arginine)과 라이신(lysine)은 양전하를 띠고, 아스파라진산(aspartic acid)과 글루타민산(glutamic acid)는 음전하를 띤다. 히스티딘(histidine)에는 아래 그림과 같은 이미다졸(imidazole)이 결합되어 있는데, pH가 변하면 전하를 띠게 된다.