L-гистидин относится к условно эссенциальным аминокислотам. Другим источником поступления является синтез гистидина микробиотой кишечника из других белков и аминокислот. Считается, что в молекуле гемоглобина содержится около 8% гистидина. Приблизительно до 40% гистидина содержится в гемоглобине, остальные 40% приходятся на депо гистидина в мышечной ткани (карнозин). В организме гистидин может преобразовываться в глутамат. При высоких уровнях гистидина наблюдается накопление глютамина, глутамата и аланина в плазме крови. Гистидин является предшественником гистамина — нейромедиатора аллергических реакций. Основная масса гистамина вырабатывается и хранится в тучных клетках и базофилах. Дополнительный синтез гистамина производится париетальными клетками желудка и гистаминэргическими нейронами мозга. Так у лиц с дефицитом гистидина в крови чаще наблюдалось развитие атопического дерматита. Низкий уровень гистидина наблюдается в организме при воспалении низкого градиента, характерном для ожирения и метаболического синдрома. Прием гистидина приводил к улучшению инсулиновой резистентности, снижению индекса массы тела.