Prolin har mange egenskaber til fælles med den alifatiske gruppe.
Prolin er formelt set IKKE en aminosyre, men en iminosyre. Ikke desto mindre kaldes den en aminosyre. Den primære amin på α-kulstoffet i glutamats semialdehyd danner en Schiff-base med aldehydet, som derefter reduceres, hvorved prolin dannes.
Når prolin indgår i en peptidbinding, har det ikke et hydrogen på α-aminogruppen, så det kan ikke donere en hydrogenbinding til stabilisering af en α-helix eller et β-ark. Det siges ofte, ukorrekt, at prolin ikke kan eksistere i en α-helix. Når prolin findes i en α-helix, vil helixen have en lille bøjning på grund af den manglende hydrogenbinding.
Prolin findes ofte i slutningen af α-helixen eller i vendinger eller loops. I modsætning til andre aminosyrer, som næsten udelukkende findes i trans-form i polypeptider, kan prolin findes i cis-konfiguration i peptider. Cis- og trans-formerne er næsten isoenergetiske. cis/trans-isomeriseringen kan spille en vigtig rolle i proteinernes foldning og vil blive diskuteret mere i den sammenhæng.
Prolin er den eneste cykliske aminosyre.