蛋白質的研究可追溯至19世紀初。1838年，德國科學家G.J.Mudler首次提出“Protein”一詞，并在文章中使用。此后，曾使用過多種詞匯，直到20世紀初才統一采用“Protein”。這個詞源自希臘文Προτο，意為“最原初的”，中文譯為“蛋白質”。也曾建議將其翻譯為“朊”，但由于“蛋白質”一詞早已廣泛使用，因此這一提議并未被采納。

1840年，F.L.Hunefeld報道了蚯蚓血液中血紅蛋白結晶析出的現象，這是首次獲得的蛋白質晶體。1877年，從巴西核桃中提純的球蛋白也出現了結晶現象。

1926年，Sumner報道了脲酶的結晶成果；Abel則報道了胰島素的結晶成功，分別標志著首個酶類蛋白質和首個蛋白質激素的結晶取得突破。與此同時，對蛋白質膠體化學性質的研究也在進行中。Svedberg設計超離心機，用于測定不同蛋白質的分子量；而A.Tiselius則開發電泳儀，以確定蛋白質帶電性質。一系列實驗結果表明，蛋白質是由基本結構相似、分子量均一的大分子構成。

20世紀30至40年代，蛋白質純化、分子大小和形狀以及帶電性質成為研究重點。Fisher提出了測定蛋白質氨基酸組成的初步方法；化學結構的研究也成為了活躍的課題。自50年代起，F.Sanger解析了胰島素的完整化學結構；英國學派對纖維狀蛋白質結構進行了深入分析；L.Pauling提出了蛋白質α-螺旋結構模型；M.F.Perutz與J.C.Kendrew分別解出了血紅蛋白和肌紅蛋白的晶體三維結構。這些突破為分子生物學的發展奠定了基礎，也將蛋白質研究納入了分子生物學的核心內容。

蛋白質工程起源于通過DNA層面改造基因，設計或合成新型蛋白質的技術。其主要研究包括蛋白質分離純化、結構與功能分析及預測，以及通過基因工程技術對蛋白質進行改造與創造。在這一過程中，對蛋白質結構與功能關系的研究是核心內容。蛋白質工程技術綜合運用了蛋白質的三維結構信息及其功能細節；采用重組DNA基因操作技術，通過對特定氨基酸殘基或結構區域的人工修飾，有目的地改變蛋白質性質，創造出具有特定性能的新蛋白，甚至產生自然界未曾存在的獨特蛋白。

隨著分子生物學、結構生物學及生物信息學的迅猛發展，蛋白質工程近年來迅速崛起，成為研究蛋白質結構與功能的重要手段，并廣泛應用于蛋白質研究和藥物設計。