Υπολογίζεται ότι το ανθρώπινο σώμα μπορεί να περιέχει πάνω από δύο εκατομμύρια πρωτεΐνες, που κωδικοποιούνται μόνο από 20,000 – 25,000 γονίδια. Ο συνολικός αριθμός που βρίσκεται σε βιολογικούς οργανισμούς τεράν είναι πιθανό να ξεπεράσει τα δέκα εκατομμύρια, αλλά κανείς δεν ξέρει με βεβαιότητα. Υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα για κάτι περισσότερο από ένα εκατομμύριο από αυτά, που λαμβάνονται κυρίως από πληροφορίες που βρέθηκαν σε πάνω από 100 γονιδιώματα που έχουν πλήρως αναλυθεί η αλληλουχία τους.
Το πεδίο που αναλύει τις πρωτεΐνες γενικά και στοχεύει στον εξαντλητικό χαρακτηρισμό όλων εκείνων στο ανθρώπινο σώμα ονομάζεται πρωτεομική. Πολλοί βλέπουν το επόμενο λογικό βήμα μετά την ολοκλήρωση του Έργου Ανθρώπινου Γονιδιώματος να είναι η έναρξη ενός Έργου Ανθρώπινου Πρωτεώματος. Ο Οργανισμός Human Proteome ιδρύθηκε για να επιδιώξει αυτόν τον στόχο.
Οι πρωτεΐνες είναι μακριές μοριακές αλυσίδες φτιαγμένες από τα 20 βασικά δομικά στοιχεία της ζωής, τα αμινοξέα. Η πιο μακροχρόνια γνωστή, η τιτίνη, γνωστή και ως συνδετίνη, περιέχει 26,926 αμινοξέα. Η τιτίνη βρίσκεται στους μυς και συμβάλλει στην παθητική ακαμψία τους. Επειδή τα 20 αμινοξέα μπορούν να συνδεθούν σε αυθαίρετες αλληλουχίες, ο συνολικός χώρος των πιθανών πρωτεϊνών είναι εκθετικός, με τιμή περίπου 2050,000 — ένας τεράστιος αριθμός. Μέσα σε αυτόν τον χώρο μπορεί να υπάρχουν θεραπείες για κάθε ασθένεια ή πάθηση, αλλά ο εντοπισμός τους σε τόσο τεράστιο αριθμό είναι μια βαθιά υπολογιστική και θεωρητική πρόκληση.
Η λέξη πρωτεΐνη προέρχεται από το ελληνικό prota, που σημαίνει «πρωταρχικής σημασίας». Αυτό είναι ένα κατάλληλο όνομα, καθώς η κεντρική τους σημασία στο ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Όλοι οι βιολογικοί οργανισμοί μπορούν να θεωρηθούν βασικά ως πρωτεϊνικές δομές γεμάτες με νερό και μερικές φορές υποστηρίζονται από μεταλλοποιημένους ιστούς που ονομάζονται οστά. Σχεδόν για κάθε ένα, υπάρχει ένα άλλο που μπορεί να το διαλύσει. Μερικές φορές συνενώνονται σε αμοιβαία συνεργαζόμενες μονάδες που ονομάζονται συμπλέγματα, οι οποίες εκτελούν χρήσιμες βιολογικές λειτουργίες. Κάθε τμήμα χρήσιμης γενετικής πληροφορίας, που βρίσκεται στο DNA και σε κάποιο RNA, κωδικοποιεί μια αντίστοιχη πρωτεΐνη που συνεχίζει να εκπληρώνει έναν χρήσιμο βιολογικό ρόλο.