As proteínas têm uma variedade de funções nos organismos vivos.

Função catalítica: as proteínas com função catalítica são chamadas de enzimas, e todas as reações químicas do metabolismo do organismo são catalisadas por enzimas.
Função motora: Desde o menor movimento flagelar bacteriano até a contração muscular em animais superiores, a proteína é alcançada. O relaxamento e a contração dos músculos são completados principalmente pelo deslizamento de filamentos grossos com miosina como componente principal e filamentos com actina como componente principal.
Função de transporte: No processo das atividades vitais, o transporte de muitas pequenas moléculas e íons é completado por várias proteínas específicas. Por exemplo, a albumina plasmática no sangue transporta pequenas moléculas e a hemoglobina nos glóbulos vermelhos transporta oxigênio e dióxido de carbono.
Suporte mecânico e função protetora: os tecidos com funções de suporte mecânico de animais superiores, como ossos, tecido conjuntivo e cabelo, pele, unhas e outros tecidos com função de proteção de cobertura, são compostos principalmente de colágeno, queratina, elastina, etc.
Funções imunológicas e defensivas: Para manter a sua própria sobrevivência, os organismos têm muitos tipos de defesas, muitas das quais dependem de proteínas para funcionar. Por exemplo, os anticorpos são uma classe altamente específica de proteínas que reconhecem e se ligam a substâncias estranhas que invadem os organismos, tais como proteínas alogénicas, vírus e bactérias, e cancelam os seus efeitos nocivos.
Função reguladora: Na manutenção das atividades vitais normais do organismo, a regulação da função metabólica, o controle do crescimento e desenvolvimento e diferenciação, a regulação da função reprodutiva e a continuação de espécies, peptídeos e hormônios proteicos desempenham um papel extremamente importante. Além disso, existem proteínas que recebem e transmitem informações regulatórias, como proteínas receptoras de diversos hormônios.