L-лизин представляет собой конфигурацию лизина, и только лизин L-типа может использоваться организмами. Молекулярная масса L-лизина составляет 182,65; Кристаллический порошок с белыми или почти белыми сыпучими физико-химическими свойствами; Почти без запаха. Легко растворим в воде и муравьиной кислоте, но нерастворим в этаноле и эфире. Растворимость (г/100 мл воды) составляет 40 (0 градусов), 63 (20 градусов), 96 (40 градусов) и 131 (60 градусов).
L-лизин широко присутствует в гидролизатах белков, таких как казеин, яичный белок, белок целлюлозы, свекольный мед, желатин и белок крови. В 1889 году Дрехсель выделил из гидролизатов казеина смесь лизина и аргинина и назвал ее листатин. В 1891 году Фишер выделил лизин и назвал его лизином. В 1914 году Осборн посредством экспериментов на животных продемонстрировал, что лизин является незаменимой аминокислотой. В 1950 году Роуз опубликовал необходимую дозировку для человека. Из-за своей гигроскопичности L-лизин часто превращают в гидрохлорид.