Протеини су врло важни биолошки молекули у ћелије. По тежини, протеини су колективно главни састојак суве тежине ћелија. Могу се користити за разне функције од ћелијске подршке до ћелијске сигнализације и станичне локомоције. Примери протеина укључују антитела, ензими и неке врсте хормони (инсулин). Иако протеини имају много различитих функција, сви се обично граде из једног низа од 20 аминокиселина. Ове аминокиселине добијамо од биљка и животињску храну коју једемо. Храна са високим садржајем протеина укључује месо, пасуљ, јаја и орашасте плодове.
Од 20 аминокиселина које обично чине протеине, „променљива“ група утврђује разлике међу аминокиселинама. Све аминокиселине имају везу атома водоника, карбоксилне групе и амино групе.
Секвенца аминокиселина у ланцу аминокиселина одређује 3-Д структуру протеина. Секвенце амино киселина су специфичне за специфичне протеине и одређују функцију и начин деловања протеина. Промјена чак једне аминокиселине у ланцу аминокиселина може изменити функцију протеина и резултирати болешћу.
Редослед аминокиселина у полипептидном ланцу је одређен помоћу ДНК. ДНК се преписује у ан РНА транскрипт (мессенгер РНА) који се преводи да би се одредио редослед аминокиселина у ланцу протеина. Овај процес се назива синтеза протеина.
Постоје две опште класе протеинских молекула: глобуларни протеини и влакнасти протеини. Глобуларни протеини су углавном компактни, растворљиви и сферног облика. Влакнасти протеини су обично издужени и нерастворљиви. Глобуларни и влакнасти протеини могу да показују једну или више од четири врсте протеинских структура. Четири врсте структура су примарна, секундарна, терцијарна и кватернарна структура.
Структура протеина одређује његову функцију. На пример, структурни протеини попут колагена и кератина су влакнасти и јајолики. Глобуларни протеини попут хемоглобина, са друге стране, су пресавијени и компактни. Хемоглобин, пронађен у Црвена крвна зрнца, је протеин који садржи гвожђе који веже молекуле кисеоника. Његова компактна структура је идеална за путовања кроз уске крвне судове.