חלבון הוא תרכובת אורגנית הבנויה משרשרת מקופלת של חומצות אמינו הקשורות, בקשרים פפטידיים, בין הקבוצה הקרבוקסילית של החומצה האמינית לקבוצה האמינית של החומצה השנייה. החלבונים הם בין התרכובות החשובות ביותר המרכיבות את האורגניזם, והם מצויים בכל תא חי.
החלבון במזון הוא חומר מזין, חשוב לבריאות האדם ולרוב בעלי החיים, המספק את צורכי הגוף לחומצות אמינו. צריכה מספקת של חלבון חיונית לתהליכי בנייה, שימור וגדילה אופטימליים של הגוף, ובעיקר של השרירים. בעלי החיים ממחלקת היונקים (ובהם האדם) לא מסוגלים לסנתז את כל 20 חומצות האמינו הדרושות להם, ולכן נדרשים חלבונים בהרגלי האכילה שלהם המסייעים לרכוש את החומצות שאין באפשרותם לסנתז – קרי, חומצות אמינו חיוניות. מקורות המזון העשירים בחלבון הם: בשר, דגים, ביצים, מוצרי חלב. חלבון מן החי הוא חלבון מלא הכולל את כל חומצות האמינו הנדרשות לבניית הגוף, בניגוד לחלבון שנמצא בצומח, למשל בקטניות ובמוצרי סויה, שאינו כולל את כל חומצות האמינו הדרושות.
כמות החלבונים הנדרשת בדיאטה משתנה בהתאם לגיל, למין, למשקל, לרמת לפעילות הגופנית, ולמצב הבריאותי. מועצת המחקר הלאומית (RDA) ממליצה על צריכה של 0.8 גרם חלבון ליום, לכל קילוגרם משקל גוף. לאנשים העוסקים בספורט ובפיתוח גוף מומלצת צריכה גבוהה יותר של חלבונים, בין 1.2 ל-1.7 גרם. לתינוקות מומלץ לצרוך 2.2 גרם לכל קילוגרם.
מחסור בחלבונים עשוי להוביל לתחושת עייפות, לפגיעה בקצב ההתפתחות הפיזית והמנטלית, לעמידות לאינסולין, לנשירת שיער, לאיבוד הפיגמנטים של השיער, לאיבוד מסת השריר, לירידה בכושר שחלוף רקמות חלבוניות, לטמפרטורת גוף ירודה, לצמצום בייצור אנזימים והורמונים, לאי-סדירות הורמונלית, לאיבוד גמישות העור, ולפגיעה במערכת החיסונית ובפוריות. מחסור חמור יותר בחלבונים, כמו זה שמתבטא בעת רעב המוני, הוא קטלני.