لا يوجد نظام شامل مقبول لتصنيف البروتينات، إلا أنه يمكن تصنيفها بحسب بعض خصائصها كذوبانيتها أو شكلها أو وظيفتها الحيوية أو بنيتها ثلاثية الأبعاد three-dimensional. أصبح استخدام النظام الذي يُصَنِّفُ البروتينات اعتماداً على ذوبانيتها في المحاليل الملحية المائية محدود الاستخدام في الكيمياء الحيوية السريرية، وهو يصنّفها إلى ألبومينات albumins وغلوبولينات globulins و هیستونات....histones

يمكن تصنيف البروتينات بحسب شكلها العام إلى كروية globular (كالعديد من الإنزيمات) وليفية fibrous. تتميز الأولى بالتفاف سلاسلها الببتيدية وتثنيها بشكل مكتتر يجعل نسبها المحورية (نسبة الطول إلى العرض) أقل من 10 (أقل من 3-4 عادةً)، أما البروتينات الليفية فنسبها المحورية أكبر من 10. وهناك البروتينات عالية القيمة الحيوية (سهلة الهضم وغنية بالحموض الأمينية الضرورية) ومنخفضة القيمة الحيوية.

تصنف البروتينات أيضاً بحسب وظائفها الحيوية إلى إنزيمات نازعات الهيدروجين dehydrogenases كينازات (kinases وبروتينات التخزين  )storage الفيريتين ferritin , الميوغلوبين ) وبروتينات بنيوية (الكولاجين، السكريات البروتينية) ودفاعية (عوامل تخثر الدم clotting factors, الغلوبولينات المناعية) وناقلة (الهيموغلوبين، البروتينات الشحمية البلازمية) وقلوصة أو حركية (الأكتين، التوبيولين) فضلاً عن البروتينات المنظمة (البروتينات الرابطة للدنا DNA أو DNA-binding proteins، الهرمونات الببتيدية).

 وهناك أنظمة خاصة للتصنيف تُميّز بعض البروتينات المعقدة ذات الأهمية الطبية الكبيرة؛ فعلى سبيل المثال تُسمى البروتينات الشحمية البلازمية بحسب حركيّتها الرّحلانية في 8.6 = pH بالبروتينات الشحمية- المنشأ أو ألفا₁ أو ألفا₂ أو بيتا. وتُسمّى أيضاً بالدقائق الكيلوسية أو البروتينات الشحمية وضيعة الكثافة VLDL أو البروتينات الشحمية منخفضة الكثافة LDL أو البروتينات الشحمية مرتفعة الكثافة HDL اعتماداً . على تثفلها بالتنبيذ الفائق ultracentrifugation. ويُمكن أن تصنف البروتينات الشحمية مناعياً أيضاً بحسب الصمائم البروتينية (A ، C , B،D ،E) الموجودة فيها.

 لقد قدّم لنا التشابه في البنية ثلاثية الأبعاد والذي كشف بشكل رئيس بتصوير البلورات بالأشعة السينية X-ray crystallography - أساساً بالغ الأهمية لتصنيف البروتينات؛ فعلى سبيل المثال، تشترك البروتينات التي ترتبط بالنوكليوتيدات في احتوائها على حقل الارتباط بالنوكليوتيد nucleotide-binding domain في بناها الثالثية.

وعموماً، ولأسباب تيسر الدراسة، سنورد التصنيف التالي للبروتينات:

1- البروتينات البسيطة: تعطي عند حلمهتها حموضاً أمينية فقط، وتصنف حسب ذوبانيتها إلى

البروتامينات protamines والهيستونات histones والألبومينات والغلوبولينات والغلبادينات والغلوتيلينات glutelins والبروتينات الصلبة scleroproteins. ويجب الانتباه إلى أن هذه المجموعات، يوجد في الطبيعة بشكل مقترن.

 2- البروتينات المقترنة conjugated أو المركبة compound: وهي التي تعطي بالحلمهة حموضاً أمينية ومجموعات ضميمية prosthetic أخرى غير بروتينية. وحسب هذه المجموعات يمكن تقسيم البروتينات المقترنة إلى البروتينات الفسفورية phosphoproteins والبروتينات الشحمية lipoproteins والبروتينات السكرية glycoproteins والسكريات البروتينية أو الغليكانات البروتينية أو البروتيوغليكانات proteoglycans والبروتينات المعدنية metalloproteins والبروتينات الصباغية chromoproteins والبروتينات النووية nucleoproteins.

3- البروتينات المشتقة derived proteins وهي نواتج تفكك وتخرب البروتينات.