В состав белков входят четыре обязательных химических элемента — углерод, кислород, азот и водород. Большинство белков содержат также серу. Некоторые белки включают и другие элементы, например: фосфор, железо, цинк, медь. Элементный состав белков довольно постоянен. Они содержат 50-55% углерода, 21-24% кислорода, 15-18% азота, 6,5-7,3% водорода, до 2,4% серы и до 0,5% других элементов.
Наличие азота в составе белков является их важной отличительной особенностью по сравнению с такими широко распространенными в живой природе соединениями, как углеводы и жиры. На определении содержания белкового азота основан метод количественного определения белков в биологических объектах, предложенный в 1883 г. датским химиком И. Кьельдалем.
Другой особенностью белков является их громадная молекулярная масса, которую определяют методами гель-фильтрации, электрофореза, масс-спектрометрии и другими способами.
Молекулярные массы белков колеблются в очень широких пределах — от 6000-10000 дальтон (1 дальтон = 1 а. е.м. 1,66057 10-24 г) до 1000000 и выше. Например, молекулярная масса мышц составляет около 16900 дальтон, гордеина ячменного зерна — 27500, альбумина сыворотки крови — 66500, эдестина семян конопли — 310000, фермента уреазы соевых бобов — 480000. иммуноглобулинов — от 150000 до 950000 дальтон.