核桃蛋白质是一种优质蛋白质，核桃仁的蛋白质含量一般在15%左右，通常由四种蛋白质构成，它们是清蛋白、球蛋白、醇溶谷蛋白和谷蛋白，其中谷蛋白占整个核桃蛋白70%以上。核桃蛋白质因其消化率和净蛋白比值较高系优质蛋白，含有9种人体不能自身合成需要从饮食中获得的必需氨基酸。

在核桃中含有18种氨基酸，除人体必需的8种氨基酸含量较高外，精氨酸和谷氨酸含量也都相当高。核桃蛋白氨基酸大多数是疏水性氨基酸和酸性氨基酸。1978年，Staford对核桃进行分析发现蛋氨酸是核桃蛋白质的第一限制性氨基酸据Payne研究，蛋氨酸和赖氨酸是限制性氨基酸。Clara却认为，半胧氨酸是第一限制性氨基酸，接下来是色氨酸和蛋氨酸。

另外，精氨酸和鸟氨酸能刺激脑垂体分泌生长激素，控制多余脂肪的形成，其中人体可吸收性蛋白与大豆、花生、杏仁、棒子、鸡蛋相比是最高的，在96%以上。每100g核桃仁中含赖氨酸424 mg，含精氨酸2278 mg，二者比值为0.190与之相比，大豆中赖氨酸和精氨酸比值为0.58，牛奶中赖氨酸和精氨酸比值为2.44 0许多研究表明:较高的精氨酸摄入量和较低的赖氨酸与精氨酸比值均可以降低患动脉粥样硬化的危险。