氨基酸組成分析一般需要產品的純度較高，它可以給出多肽中氨基酸的種類、數目。分析過程首先通過酸水解破壞肽鍵，典型酸水解的條件是：真空條件下，110℃，用6mol/L鹽酸水解10小時以上。酸水解雖然很有用，但酸水解條件下不能獲得完整的氨基酸分析，因為天冬酰胺和谷氨酰胺的側鏈含有酰胺鍵，用于切斷蛋白質肽鍵的酸也可以將天冬酰胺轉換為天冬氨酸，將谷氨酰胺轉換為谷氨酸。由于水解溫度比較高，色氨酸的吲哚環容易被空氣氧化，絲氨酸和蘇氨酸也有5%～10%。為防止氨基酸遭到破壞可在酸水解前進行化學修飾，或在水解時加入保護劑。如半胱氨酸在酸水解中也不能精確測定，要精確測量需要在蛋白質水解之前進行氧化或羧甲基化，形成的衍生物在酸水解之后才能定量。色氨酸的含量測定可通過堿水解，真空條件下，110℃，5mol/L氫氧化鈉水解20小時。

在氨基酸組成分析中，一般含50個左右氨基酸殘基的序列分析與結果一致，超過100個氨基酸殘基的蛋白質序列分析與理論值產生較大偏差，相對分子量越大相差越嚴重。主要是因為不同氨基酸的肽鍵在水解條件下，或水解不完全，或遭到破壞，很難作出合適的校正。完整的氨基酸組成分析結果，應包括甲硫氨酸、胱氨酸和色氨酸的準確值。氨基酸的組成分析結果應為3次水解樣品分別測定后的平均值。