含有巯基（-SH）的半胱氨酸侧链是天然存在的肽中反应性最高的物质，因此必须小心处理含有半胱氨酸的肽以防止副反应。含有单个半胱氨酸残基的肽可以通过氧化半胱氨酸侧链硫醇形成二聚体，通过二硫键将两条链连接在一起。包含两个或多个半胱氨酸的肽可以形成分子内二硫键，形成环状肽。这些氧化通常在中性或更高的pH下发生。因此，通常在溶剂和低pH值的纯化和冻干过程中防止在三氟乙酸缓冲的水性体系中纯化的含半胱氨酸的肽被氧化。然而，重新溶解肽时必须小心，以避免不必要的氧化，例如，通过使用酸性溶剂或添加二硫苏糖醇（DTT）。DTT也可用于还原二硫键以获得原始硫醇。
可能需要包含两个或多个半胱氨酸残基的肽作为环状二硫键衍生物。通常通过在中性pH下空气稀释肽的稀水溶液来实现这种环化。
半胱氨酸侧链的独特反应性使得可以进行各种有用的化学反应。
