Entre la amplia gama de funciones que llevan a cabo estos macronutrientes, pueden describirse:

• Anticuerpo. Se unen a partículas extrañas específicas, como virus o bacterias, para desactivarlas directamente o marcarlas para su destrucción y así proteger al organismo.
• Componente estructural.Proporcionan estructura y soporte para las células. Enzima. Llevan a cabo casi todas las reacciones químicas que tienen lugar en las células. Al leer la información genética que se almacena en el ADN, también ayudan a formar nuevas moléculas.
• Transmiten señales para coordinar procesos biológicos entre diferentes células, tejidos y órganos.
• Transporte/almacenamiento.Se unen y transportan átomos y moléculas pequeñas dentro de las células y en todo el cuerpo. Las proteínas están formadas por cadenas de pequeñas moléculas orgánicas llamadas aminoácidos (es decir, estos actúan como “ladrillos de construcción”). Dentro de los 20 tipos de aminoácidos que pueden combinarse para formar una proteína, algunos que pueden ser sintetizados por el organismo y se denominan no esenciales (ácido aspártico, ácido glutámico, alanina, arginina, asparragina, cisteína, glicina, glutamina, prolina, serina y tirosina).

Los otros nueve, son considerados esenciales debido a que no pueden ser producidos por el cuerpo humano (o no en cantidades suficientes para satisfacer las necesidades fisiológicas), por lo que deben suministrarse por medio de los alimentos y son: histidina, isoleucina, leucina, valina, lisina, treonina, fenilalanina, metionina y triptófano. 

Aunque la proteína puede provenir de un amplio espectro de fuentes alimenticias, a diferencia de la que proporcionan los vegetales, la que se obtiene de los alimentos de origen animal (como las carnes rojas, aves y huevo), es considerada de alto valor biológico debido a que es la única que contiene todos los aminoácidos esenciales y se digiere con mayor facilidad.