Protein xuyên màng (transmembrane protein, TP) là một loại protein màng không thể tách rời (integral membrane protein, IMP) kéo dài xuyên qua màng tế bào. Nhiều protein xuyên màng, cụ thể là protein vận chuyển màng (membrane transport protein) có chức năng như những cánh cổng cho phép vận chuyển các chất cụ thể qua màng. Để di chuyển một chất qua màng, các protein này phải thay đổi cấu trúc. Protein xuyên màng thường rất kỵ nước và kết tủa trong môi trường nước. Chất tẩy rửa hoặc dung môi không phân cực mới có thể tách chúng ra được.Trình tự peptide xuyên qua màng tế bào (vùng xuyên màng) phần lớn là kỵ nước.[1] Tùy thuộc vào số lượng phân đoạn xuyên màng có thể phân loại protein xuyên màng như sauːMột số protein màng không thể tách rời chỉ bám vĩnh viễn màng chứ không xuyên màng, gọi là protein bám màng không thể tách rời (Integral monotopic protein).[2]