Protein vận chuyển là những protein di chuyển vật liệu bên trong một sinh vật. Chúng còn được gọi là protein vận chuyển hoặc phân tử chất mang, trong số các tên gọi khác. Có nhiều loại protein vận chuyển di chuyển các phân tử với các chức năng khác nhau trong tế bào, bao gồm protein vận chuyển nước, protein kênh và máy bơm cung cấp ATP.
Ví dụ: Hemoglobin vận chuyển các phân tử oxy đến mô. Myoglobin, một protein vận chuyển khác, sau đó lấy oxy từ hemoglobin và lưu trữ cho đến khi cần thiết trong mô cơ.
Các protein vận chuyển rất cần thiết cho chức năng của chúng sinh và rất ít phân tử có thể đi qua giữa các màng mà không có sự hỗ trợ của protein.