Đầu tiên protein phải bị biến tính và giãn mạch (phá vỡ cấu trúc bậc cao 2, 3, 4
của protein) xảy ra trước giai đoạn tương tác giữa protein – protein và tập hợp phân tử.
Khi protein bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phần
tử bị đứt, các nhóm bên của các axit amin trước ẩn phía bên trong thì bây giờ xuất hiện ra ngoài. Các mạch polypeptit bị duỗi ra gần nhau, tiếp xúc với nhau làm cho nội lực ma sát tăng, xuất hiện các liên kết giữa các protein tạo thành mạng lưới không gian ba chiều, các phần còn lại tạo thành mạng lưới không gian vô định hình chứa đầy pha phân tán là nước.
Các nút mạng lưới có thể tạo ra do lực tương tác giữa các nhóm ưa béo. Khi các nhóm ưa béo gần nhau tương tác với nhau hình thành các liên kết ưa béo (cầu béo). Tương tác ưa béo được tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm các mạch polypeptit sít lại
gần nhau hơn do đó làm cho khối gel cứng hơn.
Nút mạng lưới cũng được tạo ra do liên kết hydro giữa các nhóm peptit với
nhau, giữa các nhóm -OH của serin, treonin, tyrozin với -COOH của glutamic,
aspactic. Nhiệt độ càng thấp thì các liên kết này càng được tăng cường. Liên kết hydro
là liên kết yếu tạo ra độ linh động nào đó làm cho gel có độ dẻo dai nhất định. Trong
gel gelatin chủ yếu là liên kết hydro, khi gia nhiệt liên kết hydro bị phá hủy và gel nóng chảy, khi để nguội liên kết hydro lại tái hợp và gel lại hình thành.
Tham gia liên kết gel còn do liên kết tĩnh điện, liên kết cầu nối giữa các nhóm
tích điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các nhóm tích điện cùng dấu qua các ion đa
hóa trị như ion canxi.
Các liên kết còn có thể do các liên kết disulfua (giữa nhóm -SH này với nhóm - SH khác của các xistein). Trong trường hợp này khối gel có tính chất bất thuận nghịch
Khả năng tạo gel protein còn phụ thuộc vào nồng độ protein và pH của môi trường. Khi nồng độ protein tăng thì khả năng gel hóa tăng do nội lực ma sát tăng, số lượng các nút mạng lưới tăng, pH môi trường tạo nên các lực đẩy tĩnh điện, đó cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel. Mỗi protein khác nhau có pH
thích hợp cho khả năng tạo gel khác nhau. Trong nhiều trường hợp pH thích hợp còn phụ thuộc cả vào nồng độ protein.
Các protein có thể tạo gel bằng cách cho tương tác với các chất đồng tạo gel như polysaccarit, làm thành cầu nối mạng dày tạo gel có độ chắc, đàn hồi cao hơn.