Protein màng là những protein tương tác với, hoặc là một phần của, các màng sinh học. Chúng có thể chia làm hai loại chính là protein màng không tách rời, tức được neo hoặc là một phần vĩnh viễn của màng tế bào và các protein màng ngoại vi, tức chỉ tạm thời gắn vào lớp kép lipid hoặc gắn với các protein không tách rời khác.[1][2][3] Các protein màng không tách rời có thể được phân loại tiếp thành protein xuyên màng, với vị trí nằm là xuyên qua cả lớp kép lipid và các protein đơn hướng, chỉ gắn vào một bên của màng tế bào. Protein màng là một loại protein phổ biến cùng với protein hòa tan hình cầu, protein sợi và các protein "khuyết tật". [4] Protein màng là mục tiêu của hơn 50% tất cả các loại thuốc chữa bệnh hiện đại. [5] Người ta ước tính rằng 20-30% của tất cả các gen trong hầu hết các bộ gen là mã hóa cho protein màng.[6][7]So với các loại protein khác, việc xác định cấu trúc protein màng tế bào vẫn là một thách thức lớn, đa phần do gặp khó khăn trong việc thiết lập các điều kiện thí nghiệm giúp bảo tồn cấu trúc chính xác của protein như trong môi trường tự nhiên.[7]