Proteíny majú v živých organizmoch rôzne funkcie.

Katalytická funkcia: proteíny s katalytickou funkciou sa nazývajú enzýmy a všetky chemické reakcie metabolizmu organizmu sú katalyzované enzýmami.
Motorická funkcia: Od najnižšieho bakteriálneho bičíkového pohybu až po svalovú kontrakciu u vyšších zvierat sa dosahuje proteín. Uvoľnenie a kontrakciu svalov dotvára najmä kĺzanie hrubých filamentov s myozínom ako hlavnou zložkou a filamentov s aktínom ako hlavnou zložkou.
Transportná funkcia: V procese životných aktivít je transport mnohých malých molekúl a iónov dokončený rôznymi špecifickými proteínmi. Napríklad plazmatický albumín v krvi transportuje malé molekuly a hemoglobín v červených krvinkách transportuje kyslík a oxid uhličitý.
Mechanická podporná a ochranná funkcia: Tkanivá s mechanickou podpornou funkciou vyšších živočíchov, ako sú kosť, spojivové tkanivo a vlasy, koža, nechty a iné tkanivá s krycou ochrannou funkciou, pozostávajú najmä z kolagénu, keratínu, elastínu atď.
Imunitné a obranné funkcie: Aby si organizmy udržali svoje vlastné prežitie, majú mnoho typov obrany, z ktorých mnohé sa spoliehajú na bielkoviny. Napríklad protilátky sú vysoko špecifickou triedou proteínov, ktoré rozpoznávajú a viažu sa na cudzie látky, ktoré napádajú organizmy, ako sú alogénne proteíny, vírusy a baktérie, a rušia ich škodlivé účinky.
Regulačná funkcia: Pri udržiavaní normálnych životných aktivít organizmu zohráva mimoriadne dôležitú úlohu regulácia metabolických funkcií, riadenie rastu a vývoja a diferenciácie, regulácia reprodukčnej funkcie a pokračovanie druhov, peptidov a proteínových hormónov. Okrem toho existujú proteíny, ktoré prijímajú a prenášajú regulačné informácie, napríklad receptorové proteíny rôznych hormónov.