稀有氨基酸，也稱爲非標準氨基酸或非遺傳密碼子編碼氨基酸，是指那些在蛋白質中不常見或不存在的氨基酸。這些氨基酸通常沒有對應的遺傳密碼，而是在肽鏈合成後通過化學修飾衍生而來。以下是一些稀有氨基酸的例子：
4-羥基脯氨酸和5-羥基賴氨酸：這些是膠原蛋白的重要組成成分，膠原蛋白是哺乳動物體內最豐富的蛋白質。
N-甲酰甲硫氨酸：這是所有原核生物蛋白質合成時N端的起始氨基酸。
γ-羧基穀氨酸：存在於與凝血過程有關的蛋白質中。
6-N-甲基賴氨酸：存在於肌球蛋白中，肌球蛋白與肌肉收縮以及細胞內某些運動過程有關。
硒代半胱氨酸（selenocysteine, 縮寫爲Sec或SeCys）：其結構中以Se代替了半胱氨酸中的S，有自己的密碼子和特定的tRNA。
吡咯賴氨酸（pyrrolysine）：由賴氨酸修飾形成，也由DNA編碼，有自己對應的密碼子。
這些稀有氨基酸的存在可以影響蛋白質的溶解性、穩定性以及與其他蛋白質的相互作用，從而賦予蛋白質更豐富的功能。