Treoniini (C4H9NO3) kuuluu luonnon 20 yleisimpään aminohappoon. Se on seriinin ohella toinen kahdesta aminohaposta, joissa on alkoholi- eli hydroksyyliryhmä, ja nämä kaksi aminohappoa ovat muutenkin hyvin toistensa kaltaiset: treoniinissa on metyyliryhmä 3-hiilessä, jossa seriinissä on vety. Treoniini on välttämätön aminohappo.
Treoniinilla on kaksi kiraalista keskusta, joten sillä on neljä stereoisomeeristä muotoa. Luonnossa esiintyvä treoniini, L-treoniini, on (2S,3R)-2-amino-3-hydroksibutaanihappo. L-treoniinin moolimassa on 119.12 g/mol, sulamispiste 255 °C ja CAS-numero 72-19-5. D-treoniinin sulamispiste on 274 °C ja CAS-numero 632-20-2, DL-treoniinin sulamispiste on 274 °C ja CAS-numero 80-68-2. L(+)-allo-treoniinin sulamispiste on 272 °C ja CAS-numero 28954-12-3 sekä D(-)-allo-treoniinin sulamispiste on 276 °C ja CAS-numero 24830-94-2. Sen isoelektrinen piste on 5,60[1].