Protein thực hiện các chức năng của tế bào. Chúng xúc tác các phản ứng, vận chuyển phân tử, cung cấp cấu trúc, truyền tín hiệu và bảo vệ chống lại nhiễm trùng. Chúng là những phân tử lớn được tạo thành từ các axit amin liên kết với nhau thành chuỗi. Trình tự các axit amin quyết định cách chuỗi gấp lại, và hình dạng gấp lại quyết định chức năng. Có khoảng 20.000 gen mã hóa protein trong bộ gen người, nhưng số lượng protein được tạo ra còn nhiều hơn thế, do sự cắt nối thay thế và các biến đổi sau dịch mã.

Protein có bốn cấp độ cấu trúc. Cấu trúc bậc một là trình tự axit amin. Cấu trúc bậc hai là sự gấp nếp cục bộ thành các xoắn alpha và tấm beta. Cấu trúc bậc ba là hình dạng ba chiều tổng thể của một chuỗi polypeptide đơn lẻ. Cấu trúc bậc bốn là sự sắp xếp của nhiều chuỗi polypeptide thành một phức hợp. Hình dạng này được ổn định bởi các liên kết hydro, cầu nối disulfide, tương tác kỵ nước và liên kết ion.

Protein được nghiên cứu trong proteomics, một lĩnh vực phân tích quy mô lớn về biểu hiện, biến đổi và tương tác của protein. Chúng được sản xuất công nghiệp để sử dụng trong điều trị, như insulin và kháng thể đơn dòng. Chúng được thiết kế để cải thiện độ ổn định và hoạt tính. Chúng là mục tiêu của các loại thuốc nhằm ngăn chặn hoặc tăng cường chức năng của chúng.

Sự gấp sai cấu trúc protein gây ra các bệnh như Alzheimer, Parkinson và xơ nang. Hiểu được cách protein gấp lại và hoạt động là một trong những thách thức lớn của sinh học.