纤维状蛋白外形呈纤维状或细棒状，分子是有规则的线性结构。
纤维状蛋白可分为不溶性蛋白和可溶性蛋白，不溶性蛋白包括：角蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白等；可溶性蛋白包括肌球蛋白和血纤维蛋白原。
角蛋白（keratin ）
硬蛋白之一，是一类具有结缔和保护功能的纤维状蛋白质。
由处于α-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶或微溶于水的起着保护或结构作用的蛋白质。
胶原蛋白
生物高分子，动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25%～30%。与组织的形成、成熟、细胞间信息的传递，以及关节润滑、伤口愈合、钙化作用、血液凝固和衰老等有着密切的关系。胶原蛋白也是生物科技产业最具关键性的原材料之一，在医学材料、化妆品、食品工业等均有着广泛应用。
弹性蛋白
弹性纤维(elastic fibers)的主要成分。弹性纤维主要存在于韧带和脉管壁。弹性纤维与胶原纤维共同存在， 赋予组织以弹性和抗张能力。
肌球蛋白 （myosin）
肌原纤维粗丝的组成单位。存在于平滑肌中。在肌肉运动中起重要作用。其分子形状如豆芽状，由两条重链和多条轻链构成。两条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状，构成豆芽状的杆；重链的剩余部分与轻链一起，构成豆芽的瓣。被激活后，具有活性的、能分解ATP的ATP酶。其分子量约为51万。在粗丝中，都是分子的头朝向粗丝的两端，呈纵向线性缔合排列。
血纤维蛋白（fibrin）
一种蛋白质，由凝血酶作用于血纤维蛋白原而形成的，它聚合而成血凝块。它的单体，可溶形式的，以血纤维蛋白—S来表示；多聚体，不溶形式的，以血纤维蛋白—I来表示。是硬蛋白的一种．亦称为纤维素，是凝血酶作用于血纤维蛋白原，在游离出血纤维蛋白肽A和B后而残留下来的蛋白质（单体）．及以这种蛋白为结构单位的高分子（多聚体）的总称。是一种无色或白色的无定形纤维状的弹性固体。在血液凝固时．它捕捉红血球而硬化，变成血饼。
在六、七十年前，利用X射线衍射技术对蛋白质进行结构研究是以一组纤维状蛋白质开始，其中包括丝蛋白、角蛋白和胶原蛋白等。这些纤维状蛋白质在结构上的共同特征是都有一些重复的小肽片段组成，胶原蛋白的重复片段为GAPGAPGSQGAPGLQ，角蛋白的重复序列为AKLKLAEAKLELA，蚕丝的丝原蛋白的小肽片段为GAGAGS，另一种动物体内的弹性蛋白也有GVGVP、PVGG和APGVGV等重复片段。这样的结构赋予了这些结构蛋白质特定的机械强度，为此可以作为特制的材料。特别是蚕丝在中国的使用可以追溯到上古时代黄帝的妃子嫘祖，至今约有四五千年的历史。发现不同来源的丝蛋白具有不同的结构，例如足丝的重复片段为GPGGG，鞭毛状丝的则是GPGGX，拖丝的为GPGQQ、GPGGY和GGYGPGS。这些丝蛋白的强度甚至超过了家蚕的丝蛋白。在利用天然的纤维状蛋白质作为材料外，人们还利用这些重复片段合成嵌合型的纤维，这类分子被命名为重复序列的蛋白质高聚物（RSPP）。例如将丝原蛋白的GAGAGS和弹性蛋白的GVGVP，以及含有一个赖氨酸残基的弹性蛋白重复片段形成一种新的人工蛋白质材料，称为SELP47K。这种新的蛋白质材料兼有丝蛋白和弹性蛋白的特点，而且具有RSPP的特点，可以自组装，成为纳米材料。SELP47K自组装后的产物呈现高度的均一性，在原子力显微镜下SELP47K除了高强度外，还可形成亲水凝胶，作为细胞外基质。