蛋白質工程就是透過對蛋白質化學、蛋白質晶體學和蛋白質動力學的研究，獲得有關蛋白質理化特性和分子特性的資訊，在此基礎上對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造，透過基因工程技術獲得可以表達蛋白質的轉基因生物系統，這個生物系統可以是轉基因微生物、轉基因植物、轉基因動物，甚至可以是細胞系統。【研究的核心內容】蛋白質結構分析　　蛋白質工程的核心內容之一就是收集大量的蛋白質分子結構的資訊，以便建立結構與功能之間關係的資料庫，為蛋白質結構與功能之間關係的理論研究奠定基礎。三維空間結構的測定是驗證蛋白質設計的假設即證明是新結構改變了原有生物功能的必需手段。晶體學的技術在確定蛋白質結構方面有了很大發展，但是最明顯的不足是需要分離出足夠量的純蛋白質（幾毫克～幾十毫克），製備出單晶體，然後再進行繁雜的資料收集、計算和分析。另外，蛋白質的晶體狀態與自然狀態也不盡相同，在分析的時候要考慮到這個問題。核磁共振技術可以分析液態下的肽鏈結構，這種方法繞過了結晶、X－射線衍射成像分析等難點，直接分析自然狀態下的蛋白質的結構。現代核磁共振技術已經從一維發展到三維，在計算機的輔助下，可以有效地分析並直接模擬出蛋白質的空間結構、蛋白質與輔基和底物結合的情況以及酶催化的動態機理。從某種意義上講，核磁共振可以更有效地分析蛋白質的突變。國外有許多研究機構正在致力於研究蛋白質與核酸、酶抑制劑與蛋白質的結合情況，以開發具有高度專一性的藥用蛋白質。