Las proteínas tienen una variedad de funciones en los organismos vivos.

Función catalítica: las proteínas con función catalítica se denominan enzimas y todas las reacciones químicas del metabolismo del organismo son catalizadas por enzimas.
Función motora: desde el movimiento flagelar bacteriano más bajo hasta la contracción muscular en animales superiores, se consigue proteína. La relajación y contracción de los músculos se completa principalmente con el deslizamiento de filamentos gruesos con miosina como componente principal y filamentos con actina como componente principal.
Función de transporte: en el proceso de las actividades vitales, varias proteínas específicas completan el transporte de muchas moléculas e iones pequeños. Por ejemplo, la albúmina plasmática en la sangre transporta moléculas pequeñas y la hemoglobina en los glóbulos rojos transporta oxígeno y dióxido de carbono.
Soporte mecánico y función protectora: los tejidos con funciones de soporte mecánico de animales superiores como huesos, tejido conectivo y cabello, piel, uñas y otros tejidos con función protectora de cobertura están compuestos principalmente de colágeno, queratina, elastina, etc.
Funciones inmunes y defensivas: para mantener su propia supervivencia, los organismos tienen muchos tipos de defensas, muchas de las cuales dependen de proteínas para su funcionamiento. Por ejemplo, los anticuerpos son una clase muy específica de proteínas que reconocen y se unen a sustancias extrañas que invaden los organismos, como proteínas alogénicas, virus y bacterias, y anulan sus efectos nocivos.
Función reguladora: En el mantenimiento de las actividades vitales normales del organismo, la regulación de la función metabólica, el control del crecimiento y el desarrollo y la diferenciación, la regulación de la función reproductiva y la continuación de las especies, los péptidos y las hormonas proteicas juegan un papel extremadamente importante. Además, existen proteínas que reciben y transmiten información reguladora, como las proteínas receptoras de diversas hormonas.