醇基（-SH）前包含一个额外的亚甲基（-CH-）。
化学.同半胱氨酸的额外亚甲基使硫醇基更接近羧基，令它能起动化学反应形成一个五元环，称为同半胱胺酸硫内酯。当胺基酸正常与它的毗邻形成一个肽键就会产生这种反应。同半胱胺酸不适合与蛋白质混合，这是因含有同半胱胺酸的蛋白质会自行分解。同半胱氨酸是从S-腺苷基蛋氨酸透过两个反应步骤形成。并可逆形成蛋氨酸，或经过转硫途径而可逆为半胱氨酸或牛磺酸。虽然高半胱胺酸可逆回为半胱氨酸，但没有证据显示人类食用同半胱胺酸可取代半胱胺酸的摄取。Se