蛋白质由称为氨基酸的单位组成，以复杂的形式连接在一起。由于蛋白质是复杂的分子，机体需要花费更长的时间进行分解。因此，蛋白质是比碳水化合物更慢但持续更久的能量来源。

总共有 20 种氨基酸。其中一些氨基酸在人体内由一些营养要素合成，但有 9 种氨基酸是不能合成的，被称为必需氨基酸。它们必须从饮食中摄入。每个人都需要这 8 种氨基酸：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。新生儿还需要第九种氨基酸——组氨酸。

机体用来合成必需氨基酸的蛋白质百分比因蛋白质而异。人体对鸡蛋中蛋白质的利用率为 100%，牛奶和肉类蛋白质利用率也同样很高。人体对大多数蔬菜和谷物中的蛋白质的利用率略低于 50%。

人体需要蛋白质来维持和更新组织，以及发挥功能和生长。蛋白质通常不用于供应能量。然而，如果人体未从其他营养物质或体内贮存的脂肪中获得足够热量，则会将蛋白质分解为酮体以供应能量。如果蛋白质的消耗量比需要量多，那么人体就会分解蛋白质，然后以脂肪的形式贮存起来。

人体含有大量的蛋白质。蛋白质是人体的主要组成部分，是大多数细胞的主要成分。例如肌肉、结缔组织和皮肤都是由蛋白质组成的。

成人每日需要吃约 60 克蛋白质（0.8 克/千克体重或者总卡路里的 10%～15%）。摄入更多蛋白质是否对大多数成人有益尚存争议。努力锻炼肌肉的成人需要更多蛋白质。由于儿童正在成长，他们也需要更多的蛋白质。怀孕或哺乳或患有危重疾病的人也需要更多蛋白质。为减肥而限制热量摄入的人群通常需要在减肥期间摄入更大量的蛋白质，以防止肌肉流失。老年人的蛋白质需要量可能更大，达到 1.2 g/kg 体重。然而，这一数量过大，对有肾功能不全、肾衰竭等某些疾病的患者可能有害。研究还表明，蛋白质引起的饱腹感比碳水化合物和脂肪更强（使人更长时间感觉饱腹）。