Білки виконують різноманітні функції в живих організмах.

Каталітична функція: білки з каталітичною функцією називаються ферментами, і всі хімічні реакції метаболізму організму каталізуються ферментами.
Моторна функція: від найнижчого руху джгутиків бактерій до скорочення м’язів у вищих тварин досягається білок. Розслаблення і скорочення м'язів в основному завершується ковзанням товстих ниток з головним компонентом міозину і ниток з основним компонентом актину.
Транспортна функція: у процесі життєдіяльності транспорт багатьох малих молекул та іонів завершується різними специфічними білками. Наприклад, плазмовий альбумін у крові транспортує малі молекули, а гемоглобін у еритроцитах транспортує кисень і вуглекислий газ.
Механічна підтримка та захисна функція: тканини з механічними опорними функціями вищих тварин, такі як кістки, сполучна тканина та волосся, шкіра, нігті та інші тканини з покривною захисною функцією, в основному складаються з колагену, кератину, еластину тощо.
Імунні та захисні функції: щоб підтримувати власне виживання, організми мають багато типів захисту, багато з яких покладаються на білки. Наприклад, антитіла — це високоспецифічний клас білків, які розпізнають і зв’язуються з чужорідними речовинами, що вторгаються в організми, такими як алогенні білки, віруси та бактерії, і скасовують їхній шкідливий вплив.
Регуляторна функція: у підтримці нормальної життєдіяльності організму, регуляції метаболічної функції, контролю росту та розвитку та диференціації, регуляції репродуктивної функції та продовження виду, пептиди та білкові гормони відіграють надзвичайно важливу роль. Крім того, існують білки, які приймають і передають регуляторну інформацію, наприклад білки-рецептори різних гормонів.