Деякі білки регулюють активність обміну речовин (регуляторна функція). Це — гормони білкової природи та ферменти, про які детальніше йтиметься далі.

Окремі складні білки клітинних мембран здатні «розпізнавати» специфічні хімічні сполуки і певним чином на них реагувати (зв'язувати їх або, змінюючи свою структуру, передавати сигнали про ці речовини на інші ділянки мембрани чи всередину клітини). Така сигнальна функція білків важлива для вибіркового поглинання клітиною певних речовин та для її захисту.

Є білки, здатні скорочуватись (скорочувальна, або рухова функції), забезпечуючи здатність клітини, тканини чи організму змінювати форму, рухатись. Так, актин і міозин - це скоротливі білки, які функціонують у скелетних м'язах, а також у багатьох не-м'язових клітинах. Білок тубулін входить до складу мікротрубочок, які є компонентом війок і джгутиків еукаріотичних клітин.

Деякі білки можуть відкладатися про запас (запасаюча функція). Приміром, у білковій оболонці пташиних яєць накопичується альбумін. В ендоспермі насіння багатьох видів рослин (пшениці, кукурудзи, рису) є білки, які зародок споживає на перших етапах розвитку (поживна функція).

Одна з основних функцій білків - це транспорт неорганічних іонів і специфічних органічних речовин. Так, гемоглобін, який міститься в еритроцитах крові людини та хребетних тварин, у клітинах крові дощових черв'яків, розчинений у плазмі крові чи порожнинній рідині багатьох інших безхребетних, виконує функцію транспорту газів. Крім кисню, гемоглобін переносить певну частину (до 10%) С0₂, що вивільняється внаслідок розпаду речовин і транспортується кров'ю до легень і нирок, звідки виводиться назовні.

Крім гемоглобіну, є ще велика кількість білків, які беруть участь у транспорті речовин. У багатьох водних тварин (омарів і деяких інших ракоподібних) у порожнинній рідині розчинений гемоціанін, який також транспортує кисень. Завдяки наявності в його складі іонів міді він має блакитний колір.

У плазмі крові деяких риб містяться білки, що запобігають її замерзанню в умовах низьких температур, тобто виконують функцію антифризу. Натомість, у організмів, які мешкають у гарячих джерелах (деякі бактерії, водорості та безхребетні тварини), є білки, що не денатурують навіть при температурі +50 ... 90 °С.

Енергетична функція білків полягає в тому, що при їх розщепленні в клітині вивільняється енергія. Частина амінокислот, які утворюються при розщепленні білків, використовується для біосинтезу білків, потрібних організму, а решта - розкладається з вивільненням енергії (при повному розщепленні 1 г білків у середньому вивільняється 17,2 кДж енергії).

Складні білки — нуклеопротеїди, складовими частинами яких є залишки нуклеїнових кислот, - матеріальні носії спадкової інформації.

Багато білків утворюють складні комплекси з пігментами. Пігменти - особливі забарвлені органічні сполуки живих організмів, їхній колір залежить від так званих хромофорних груп у складі