Olbaltumvielas ir dzīvo organismu pamatvielas, dabiski lielmolekulāri savienojumi - polipeptīdi, kas veidoti no aminoskābju atlikumiem.
Olbaltumvielas sastāv no 20 aminoskābēm, kuras dalās pilnvērtīgajās (neaizvietojamajās) un nepilnvērtīgajās (aizvietojamajās).
Cilvēkam dienā ar uzturu nepieciešams uzņemt 1 g olbaltumvielu uz 1 kg ķermeņa masas.
Organismā ir vairāk nekā 200 000 olbaltumvielu.