Le squelette carboné de la sérine, comme l'alanine, est représenté par deux séquences de carbone, mais au deuxième carbone (en position β), un hydrogène est remplacé par un groupe alcool OH, la sérine est donc classée comme un acide alcano-aminé. La queue d'alcool confère à la fois des propriétés hydrophiles et lipophiles à la molécule de sérine; la sérine peut se dissoudre aussi bien dans l'eau que dans les graisses. En tant que partie d'une protéine, la sérine peut être située à la fois à la surface du globule et dans sa partie interne. L'alco-groupe OH de la sérine stabilise la structure secondaire et tertiaire de la protéine grâce aux liaisons hydrogène. Le résidu de sérine dans la chaîne protéique, en raison de son activité chimique élevée, est capable de former des composés intermédiaires ; par conséquent, la sérine fait partie des centres actifs de nombreuses enzymes.
En tant qu'acide aminé protéinogène, la sérine est une partie structurelle de nombreuses protéines, ce qui détermine la multiplicité de ses fonctions.
Étant un acide aminé non essentiel, la sérine peut être synthétisée dans le corps, mais une quantité suffisante provient de l'extérieur avec de la nourriture.
Le besoin quotidien en sérine est de 3 g.
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