Bielkoviny sú najvýznamnejšou zložkou mäsa, ich obsah v chudom mäse je okolo 18-23%, pričom ide o plnohodnotné bielkoviny, obsahujúce všetky esenciálne aminokyseliny. Až 60% bielkovín tvoria tzv.myofibrilárne bielkoviny, ako  je myozín, aktín, konektín, tropomyozín, tropín, aktinín a iné. Ďalšou skupinou, ktorá tvorí asi 30% bielkovín, sú sarkoplazmatické  bielkoviny. Sem patrí  myogén, globulín, myoglobín a myoalbumín. Tieto bielkoviny majú význam najmä pri tepelnom opracovaní mäsa a pri výrobe mäsových výrobkov,  nakoľko po zahriatí vytvárajú tuhé gély, čo ovplyvňuje konzistenciu mäsa a výrobkov. Zvyšné bielkoviny radíme do skupiny stromatických bielkovín. Tieto sa vyskytujú najmä v spojovacích tkanivách, väzivách a šľachách. Ide o kolagén, elastín a retikulín. Práve týmto bielkovinám vďačíme za možnosť pochutnať si na dobrej huspenine alebo chutnom hovädzom guláši. Zohrievaním sa kolagén mení na rozpustnú látku – želatínu-glutín. Po následnom vychladnutí vzniká gél.

Nutričná hodnota mäsových bielkovín je porovnateľná s nutričnou hodnotou vaječnej bielkoviny.