Le proteine fibrose sono proteine costituite da catene polipeptidiche disposte in fasci o foglietti, costituite per lo più da un solo tipo di struttura secondaria. Queste proteine hanno funzioni fondamentalmente strutturali, a differenza delle proteine globulari tra le quali si annoverano numerosi enzimi, e costituiscono strutture di sostegno e di protezione all'interno o all'esterno della cellula, in genere resistenti all'attacco di enzimi proteolitici. Alcuni esempi di proteine fibrose sono l'α-cheratina, il collagene, l'elastina e la fibroina della seta.