Peptidrenhetsanalyse utføres vanligvis ved bruk av høyytelses væskekromatografi (HPLC). Hovedmålet med massespektrometrianalyse er å bekrefte molekylvekten; for tiden er hovedteknikkene som brukes for peptidanalyse, elektrosprayioniseringsmassespektrometri (ESI-MS) og matrise-assistert laserdesorpsjons-/ioniseringsmassespektrometri (MALDI-MS).
Analyse av aminosyresammensetning avslører typene og mengden av aminosyrer som er tilstede i et peptid, mens det grunnleggende prinsippet for aminosyresekvensanalyse er Edman-degradering.
Metoder for å identifisere sekundære peptidstrukturer inkluderer sirkulær dikroisme (CD), kjernemagnetisk resonans (NMR), røntgenstrålediffraksjon, blant andre.
Under fastfasesynteseprosessen kan ulike urenheter-som delesjonssekvenser, innsettingssekvenser, feil-koblede peptider, epimeriserte peptider og oksiderte peptider-genereres. Identifikasjonen av slike peptid-relaterte urenheter utføres vanligvis ved bruk av væskekromatografi-tandem massespektrometri (LC/MS/MS); LC-MS muliggjør nøyaktig bestemmelse av et peptids masse, mens MS/MS brukes til å belyse sekvensen. I tillegg kan HPLC-kromatografiske teknikker brukes for å oppnå effektiv separasjon og deteksjon.
I fastfase peptidsyntese vurderes koblingseffektiviteten først og fremst ved å påvise tilstedeværelsen av frie aminogrupper på harpiksen; denne deteksjonsmetoden er kjent som Kaiser-testen (eller Ninhydrin-testen). Hvis frie aminogrupper er tilstede, utvikles en blå eller rødlig-brun farge.