Peptidrenhedsanalyse udføres typisk ved hjælp af høj-væskekromatografi (HPLC). Det primære formål med massespektrometrianalyse er at bekræfte molekylvægten; i øjeblikket er de vigtigste teknikker, der anvendes til peptidanalyse, elektrosprayioniseringsmassespektrometri (ESI-MS) og matrix-assisteret laserdesorptions-/ioniseringsmassespektrometri (MALDI-MS).
Aminosyresammensætningsanalyse afslører typer og mængder af aminosyrer, der findes i et peptid, mens det grundlæggende princip bag aminosyresekvensanalysen er Edman-nedbrydning.
Metoder til at identificere sekundære peptidstrukturer omfatter blandt andet cirkulær dikroisme (CD), kernemagnetisk resonans (NMR), røntgenstrålediffraktion.
Under den faste-fasesynteseproces kan der dannes forskellige urenheder-såsom deletionssekvenser, insertionssekvenser, mis-koblede peptider, epimeriserede peptider og oxiderede peptider-. Identifikationen af sådanne peptid-relaterede urenheder udføres typisk ved hjælp af væskekromatografi-tandem massespektrometri (LC/MS/MS); LC-MS muliggør nøjagtig bestemmelse af et peptids masse, mens MS/MS bruges til at belyse dets sekvens. Derudover kan HPLC-kromatografiske teknikker anvendes til at opnå effektiv adskillelse og detektion.
I fastfase-peptidsyntese vurderes koblingseffektiviteten primært ved at påvise tilstedeværelsen af frie aminogrupper på harpiksen; denne detektionsmetode er kendt som Kaiser-testen (eller Ninhydrin-testen). Hvis frie aminogrupper er til stede, udvikles en blå eller rødlig-brun farve.