谷氨酰胺（Glutamine）对高的能量需求和进行大量蛋白质、核酸合成的细胞生长和增殖有支持作用，尤其对那些不能有效利用葡萄糖作为能源的细胞而且快速增殖的细胞，谷氨酰胺提供了备用的能量来源。细胞需要氮元素满足合成如核酸、氨基酸、氨基糖以及维生素等。

Glutamine分子含有一个amide氮元素和一个amine氮元素，相对自由氨glutamine以无毒性的方式为细胞提供氮的来源。Gutamine的amide氮用来合成维生素NAP和NADP，嘌呤核苷，CTP以及天冬酰胺（asparagine）等。当glucose水平降低或者细胞对能量需求过于旺盛时，细胞能够代谢氨基酸产生能量。Glutamine能够满足体外快速增殖的细胞对能量的需求，是细胞最容易利用的氨基酸能源。

Glutamine在溶液状态不够稳定，尤其在有磷酸或者碳酸基团存在的条件下。因此添加有glutaminie的培养基不易长期存放。如果放置时间超过6个月应考虑补充glutamine。