El aminoácido esencial para el mantenimiento del crecimiento en los vertebrados superiores. En bioquímica, el aminoácido esencial hallado en gramíneas y legumbres. Desempeña un papel importante en el metabolismo de las proteínas y es vital para el crecimiento del bebé. La leucina también favorece el crecimiento del músculo durante la recuperación tras un ejercicio prolongado o después de sesión de entrenamiento duro: es uno de los aminoácidos de cadena ramificada que emplea el músculo como fuente energética.
La leucina es un aminoácido de fórmula (CH3)2CH·CH2·CH(NH2)·CO2H. El producto natural es l(-) (series d, l). Se encuentra libre en los altramuces, habichuelas, calabaza y hongos. De ella deriva el alcohol amífico del aceite de fusel, producido durante la fermentación alcohólica (P. V.).