Les protéines sont digérées dans l'estomac à l'aide des sécrétions du pancréas et de la vésicule biliaire. Les protéines qui ne sont pas complètement digérées dans l'estomac sont digérées dans l'intestin grêle.
Les protéines sont plus difficiles à digérer que les glucides, impliquant ainsi plus d'un organe digestif. L'enzyme pepsine est essentielle à la digestion des protéines dans l'estomac et est créée lorsque la protéine pepsinogène entre en contact avec l'acide chlorhydrique. La pepsine décompose les protéines ingérées en acides aminés pour une utilisation dans le corps. Le pancréas, en association avec l'estomac, utilise les enzymes trypsine et carboxypeptidase pour décomposer davantage les protéines ingérées dans le duodénum. Toutes les protéines restantes sont ensuite entièrement digérées dans l'intestin grêle.