Białka wykonują pracę komórki. Katalizują reakcje, transportują cząsteczki, nadają strukturę, przekazują sygnały i chronią przed infekcjami. Są to duże cząsteczki zbudowane z aminokwasów połączonych w łańcuch. Sekwencja aminokwasów determinuje sposób składania łańcucha, a pofałdowany kształt determinuje jego funkcję. W ludzkim genomie znajduje się około 20 000 genów kodujących białka, ale białek jest znacznie więcej ze względu na alternatywny splicing i modyfikacje potranslacyjne.

Białka mają cztery poziomy struktury. Struktura pierwszorzędowa to sekwencja aminokwasów. Struktura drugorzędowa to lokalne fałdowanie w helisy alfa i harmonijki beta. Struktura trzeciorzędowa to ogólny trójwymiarowy kształt pojedynczego polipeptydu. Struktura czwartorzędowa to ułożenie wielu polipeptydów w kompleks. Kształt ten jest stabilizowany przez wiązania wodorowe, mostki disiarczkowe, oddziaływania hydrofobowe i wiązania jonowe.

Białka są badane w proteomice, czyli szeroko zakrojonej analizie ekspresji, modyfikacji i interakcji białek. Są produkowane przemysłowo do celów terapeutycznych, podobnie jak insulina i przeciwciała monoklonalne. Są one modyfikowane genetycznie w celu zwiększenia stabilności i aktywności. Są również celem leków, które blokują lub wzmacniają ich funkcję.

Nieprawidłowe fałdowanie białek jest przyczyną chorób takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona i mukowiscydoza. Zrozumienie, jak białka się fałdują i jak działają, jest jednym z największych wyzwań biologii.