Es gibt insgesamt 20 verschiedene tRNA-Synthetasen, die jeweils für eine der 20 Aminosäuren verantwortlich sind, die in Proteinen vorkommen. Jede tRNA-Synthetase ist spezifisch für eine bestimmte Aminosäure und die entsprechende tRNA, die diese Aminosäure transportiert. In einigen Organismen können jedoch zusätzliche Synthetasen vorhanden sein, die für modifizierte Aminosäuren zuständig sind.