A prolin számos tulajdonsága megegyezik az alifás csoporttal.
A prolin formálisan NEM aminosav, hanem iminosav. Ennek ellenére aminosavnak nevezik. A glutamát-szemialdehid α-szénjén lévő primer amin Schiff-bázist képez az aldehiddel, amely aztán redukálódik, így prolin keletkezik.
Amikor a prolin peptidkötésben van, nincs hidrogén az α aminocsoporton, így nem tud hidrogénkötést adni egy α hélix vagy egy β lap stabilizálására. Gyakran mondják, pontatlanul, hogy a prolin nem létezhet α-hélixben. Ha a prolin egy α hélixben található, a hélix a hidrogénkötés hiánya miatt enyhén elhajlik.
A prolin gyakran az α-hélix végén, illetve fordulókban vagy hurkokban található. Más aminosavakkal ellentétben, amelyek szinte kizárólag transz-alakban fordulnak elő a polipeptidekben, a prolin cisz-konfigurációban is előfordulhat a peptidekben. A cisz- és a transz-alak csaknem izoenergetikus. A cisz/transz izomerizáció fontos szerepet játszhat a fehérjék hajtogatásában, és ebben a kontextusban bővebben is tárgyaljuk.
A prolin az egyetlen ciklikus aminosav.