גלוטמין יכול להיות מיוצר מקודמים אחרים על ידי גוף האדם עצמו ולכן הוא מוקצה למחצהחומצות אמינו חיוניות. עם זאת, על הגוף לספוג את החלק הגדול ביותר של גלוטמין עם אוכל בצורת חומצה גלוטמית.
לעומת האחרים בחינם חומצות אמינו, גלוטמין הוא השכיח ביותר באורגניזם האנושי מבחינת כמות ומשמש כמקור אנרגיה חשוב מאוד בתאי הגוף. כל התאים שצריכים להתחדש בתדירות גבוהה או להתרבות במהירות - כמו התאים של המערכת החיסונית - בעלי ביקוש גבוה לגלוטמין. לכן גלוטמין הוא משמעותי מאוד למצב החיסון, במיוחד בזמן גופני חזק לחץ. לגלוטמין תפקיד חשוב נוסף בסינתזת חלבון השריר, כלומר בבניית חלבון שרירים; יחד עם זאת, חומצת אמינו זו נוגדת פירוק חלבונים.
גלוטמין ממלא תפקיד חשוב כמבשר לאנדוגני חנקן בתהליכים מטבוליים חשובים רבים. יתר על כן, חומצת אמינו זו אחראית, בין היתר, גם להיווצרותם של נוירוטרנסמיטרים כאלה מוֹחַ, שיש להם השפעה מרגיעה על מסלולי העצבים.
גלוטמין נמצא לעיתים נדירות במזון. חומצה גלוטמית, אשר קשורה קשר הדוק במבנה וניתנת להמרה בגוף על ידי הגוף, מצויה בעיקר במזונות עשירים בחלבונים כמו עופות ודגים.
