半胱氨酸（Sec）是一种氨基酸，存在于少数一些酶中，如谷胱甘肽过氧化酶、甲状腺素5'-脱碘酶、硫氧还蛋白还原酶、甲酸脱氢酶、甘氨酸还原酶和一些氢化酶等。硒半胱氨酸的结构和半胱氨酸类似，只是其中的硫原子被硒取代。包含硒半胱氨酸残基的蛋白都称为硒蛋白。

在遗传密码中，硒半胱氨酸的编码是UGA（即乳白密码子），通常用作终止密码子。但如果在mRNA中有一个硒半胱氨酸插入序列（SElenoCysteine Insertion 序列, SECIS），UGA就用作硒半胱氨酸的编码。SECIS序列是由特定的核酸序列和碱基联会形成的二级结构决定的。在真细菌中，SECIS直接跟在UGA密码子之后，和UGA在同一个阅读框里。而在古菌和真核生物中，SECIS在mRNA的3'-不翻译区域（3'-UTR）中，可以引导多个UGA密码子编码硒半胱氨酸残基。当细胞生长缺乏硒时，硒蛋白的翻译会在UGA密码子处中止，成为不完整而没有功能的蛋白。和细胞中的其它氨基酸一样，硒半胱氨酸也有个特异的转运RNA。这个tRNA，和其它标准的tRNA相比有一些不同之处，最明显的是具有一个包含8个碱基（细菌）或9个碱基（真核生物）的接收茎（stem），一个长的可变臂，以及几个高度保守碱基的替换。tRNA起初由丝氨酸-tRNA连接酶加载一个丝氨酸，但这个Ser-tRNA并不能用于翻译，因为它不能被通常的翻译因子识别（细菌中的EF-Tu，真核生物中的eEF-1α）。而这个丝胺可以被一个含有磷酸吡哆醛的硒半胱氨酸合成酶替换成硒半胱胺酰。最后，这个Sec-tRNA特异性地和另外一个翻译延伸因子SelB或者mSelB结合，被输送到正在翻译硒蛋白mRNA的核糖体上。