Egyes fehérjék hidrolízise kizárólag aminosavakat eredményez. Az ilyen, ún. egyszerű fehérjéken (proteineken) kívül léteznek olyanok is, amelyek más szerves vagy szervetlen alkotórészt is tartalmaznak. Az összetett fehérjéknek (proteideknek) egyik legismertebb példája a hemoglobin, amely negyedleges szerkezettel is rendelkező fehérje.

A négy polipeptidlánc (globin) mindegyikének közepén egy-egy vasiontartalmú, porfirinvázas hem foglal helyet, amelyhez oxigén kötődhet. Az összetett fehérjék nemfehérje része lehet szénhidrát, nukleinsav vagy valamilyen szervetlen vegyületcsoport is.

Bonyolult szerkezetük miatt egyszerű kimutatási reakciókkal csupán a fehérjék jellemző csoportjait mutathatjuk ki. A biuret-reakcióval a peptidkötések (ibolya szín), a xantoprotein-reakcióval (sárga elszíneződés) az aromás oldalláncú aminosavak jelenlétét igazolhatjuk.

A fehérjék óriásmolekulák. A poláris oldalláncú aminosavak növelik, az apolárisak csökkentik vízoldhatóságukat. A felszínükön sok poláris oldalláncú aminosavat tartalmazó fehérjék vizes oldatban kolloid rendszert képeznek. Az oldat ionösszetételének megváltozásával a fehérjék kicsapódhatnak. A kicsapódás (koaguláció) reverzibilis, ha csupán a hidrátburkukat vesztik el a fehérjemolekulák. Ezt jól hidratálódó alkáli- vagy alkáliföldfém-sókkal, ammóniumsóval, illetve tömény etanollal válthatjuk ki, amelyek tömény oldatai segítségével elvonhatjuk a fehérjék körül kialakult hidrátburkot. Hígítással ez a fehérjekolloid visszatérhet a szol állapotba. A nehézfémsók, tömény savak olyan erős változást hozhatnak létre a fehérje konformációjában, ami nem állítható vissza víz hozzáadásával: ekkor a koaguláció végleges, irreverzibilis. A legtöbb fehérjénél melegítés hatására is bekövetkezik az irreverzibilis koaguláció.

A fehérjék természetes lánckonformációjának megváltozásával megszűnhet a természetes funkciójuk, a fehérjedenaturálódik. Ez a denaturáció gyakran együtt jár a koagulációval is, de a két folyamat egymástól alapvetően különbözik: a denaturáció a működőképesség elvesztését, a koaguláció a kolloid állapot megváltozását, illetve megszűnését jelenti.