Việc phân lập và tinh sạch đợc các loại protein riêng rẽ có ý nghĩa quyết định đến khả năng tìm hiểu đợc chức năng của chúng. Mặc dù trong một số trờng hợp, chúng ta có thể nghiên cứu chức năng của protein ở dạng hỗn hợp phức tạp, nhng phần lớn những nghiên cứu này thờng dẫn đến những kết luận “mù mờ”. Chẳng hạn nh khi chúng ta nghiên cứu về hoạt tính của một enzym ADN polymerase trong một hỗn hợp protein thô (chẳng hạn từ dịch phân giải tế bào), các enzym ADN polymerase và protein thành phần khác cũng có thể ảnh hởng đến hiệu suất tổng hợp ADN quan sát đợc trong thực nghiệm. Vì vậy, việc tinh sạch các protein là một bớc quan trong trong quá trình tìm hiểu về chức năng của chúng.
Mỗi một protein thờng có một số đặc tính riêng làm việc tinh sạch chúng thờng có tính đặc thù. Điều này thì trái ngợc với ADN, vốn cơ bản giống nhau về cấu trúc và thành phần, chỉ khác nhau về trình tự của các nucleotit. Các bớc tinh sạch từng loại protein thờng dựa trên các đặc tính đặc thù của nó về kích thớc, hình dạng, điện tích và nhiều khi là chức năng của chúng.
Vật liệu khởi đầu cho hầu hết các quá trình tinh sạch protein từ sinh vật là các dịch chiết tế bào. Không giống ADN vốn có tính phục hồi cao trong các điều kiện nhiệt độ sống khác nhau, thì protein rất dễ bị biến tính và phá hủy sau khi bị giải phóng ra khỏi tế bào. Vì lý do
này, hầu hết quá trình chuẩn bị các dịch chiết và tinh sạch protein đợc tiến hành ở nhiệt độ lạnh (4oC). Có một số cách chuẩn bị dịch chiết tế bào. Các tế bào có thể phân giải bằng sử dụng chất tẩy, các lực làm vỡ thành tế bào, xử lý với dung dịch nhợc trơng (làm tế bào trơng lên do nớc đi vào và vỡ ra), hoặc thay đổi đột ngột áp suất. Điểm chung của tất cả các phơng pháp là làm thành tế bào vỡ ra và các protein đợc giải phóng. Trong một số trờng hợp, các tế bào đợc chuyển về trạng thái đông lạnh trớc khi đợc nghiền bằng những máy nghiền mẫu trong phòng thí nghiệm.