A peptidkötés legfontosabb sajátsága, hogy az eredetileg a karboxilcsoportból származó C = O kötés és az aminocsoportból származó N – H kötés delokalizált kötésrendszert alkot. Ennek az az oka, hogy a karbonilcsoportban erősen elektronegatív oxigén található. Ez megszívja a kötés elektronrendszerét, végső fokon a peptidkötés nitrogénjének nemkötő elektronpárját A peptid-nitrogén relatíve elektronhiányos lesz, a karbonil-oxigénen elektrontöbblet mutatható ki. A kialakult peptidkötésnek részben kettős kötés jellege lesz. Az említett jelenség az egyszerű savamidoknál is megfigyelhető, mivel ez a savamidok jellegzetes sajátsága. A szén és nitrogén közötti, nem szigma jellegű kötés körül a rotáció gátolt, a hidrogén és az oxigén, valamint a két α-szénatom elvben cisz- és transz helyzetet is elfoglalhat. A peptidekben és fehérjékben a transz helyzet jellemző, mert így kisebb az oldalláncok taszító hatása kevésbé érvényesül. A prolin esetén, ahol az amid-nitrogén egy gyűrű része, a cisz-helyzet is előfordulhat, mert ekkor a pirrolidin-gyűrű és a szomszédos oldallánc transz-helyzetben relatíve közel kerül egymáshoz, ami taszító hatást eredményez. Fontos, hogy a peptidkötés hat atomja egy síkban helyezkedik el. A hat atom közül négy egymáshoz képest merev helyzetű. Az ugyanezen síkban elhelyezkedő két α-szénatom viszont képes elfordulni az őket a peptidkötés pillératomjaihoz kapcsoló szigma-kötések körül. Tehát minden peptidkötés egy adott síkban van, a különböző peptidkötések síkjai viszont egymáshoz képest elfordulhatnak és így különböző térbeli konformációk jöhetnek létre. Ezek létrejöttét az aminosav-oldalláncok kölcsönhatásai befolyásolják és így alakul ki a peptidek és fehérjék jellemző natív térszerkezete.