Tenen un pes molecular superior a 10.000. El nom de “proteïna” fou introduït per Berzelius el 1840. Les proteïnes, essencials per a qualsevol forma de vida coneguda, tenen una determinada disposició en l’espai, condicionada per la seqüència d’aminoàcids (estructura primària). Aquesta disposició és conseqüència de les forces d’unió (enllaços disulfur, ponts d’hidrogen, enllaços iònics, enllaços hidròfobs) entre diverses parts de la cadena i l’obliguen a adoptar l’aparença, en el seu conjunt, d’una hèlix- α o bé d’un full plegat (estructura secundària) i determinades disposicions en fragments de la cadena (estructura terciària). L’agregació de diverses cadenes per donar una molècula de proteïna constitueix la seva estructura quaternària.
Hom divideix les proteïnes en dos grups principals: les escleroproteïnes (α- i β- ceratina, col·lagen) i les esferoproteïnes o proteïnes globulars, de forma aproximadament esfèrica, solubles en aigua o en dissolucions salines; hom subdivideix aquestes darreres en histones, albúmines i globulines. Les proteïnes en dissolució tenen algunes propietats iguals a les dissolucions col·loidals i no es difonen a través de certes membranes com ara el pergamí o la cel·lofana (diàlisi). Les proteïnes poden ésser aïllades dels teixits biològics per precipitació, per cromatografia, per ultracentrifugació, per electroforesi, etc.
Les funcions més importants de les proteïnes del cos humà són: plàstica, perquè constitueix un 80% del pes sec de les cèl·lules; de control genètic, puix que les característiques hereditàries depenen de les proteïnes del nucli cel·lular; energètica; de defensa, puix que els anticossos que intervenen en els fenòmens immunològics són proteïnes; bioreguladora (els enzims i determinades hormones són de natura proteica); reguladora del pH, per llur caràcter amfòter; físicoquímica, perquè contribueixen al manteniment de la pressió osmòtica; de transport de diverses substàncies, i hemostàtica, per la intervenció de fibrinogen en la coagulació de la sang.
El valor nutritiu d’una proteïna depèn de la quantitat i de la proporció d’aminoàcids en la seva molècula, i de la seva relació amb els aminoàcids requerits per a la síntesi de proteïnes de l’organisme. L’avaluació d’una proteïna es basa en la seva capacitat de mantenir el balanç nitrogenat o de promoure el creixement en animals. Els paràmetres més emprats són el valor biològic i la utilització neta proteica. Les proteïnes d’alt valor biològic són les animals i algunes de vegetals (soia, arròs). És possible de complementar diverses proteïnes vegetals (cereals i llegums) per a atènyer un alt valor biològic.