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Une protéine recombinante est une protéine produite en utilisant la technologie de l'ADN recombinant. L'ADN recombinant est une technique de biologie moléculaire in vitro qui permet de contrôler à l’acide aminé près la séquence nucléotidique de la protéine que l’on veut produire.

On peut également combiner des séquences d'ADN provenant de différentes sources, provenant potentiellement d'espèces différentes, pour créer de nouveaux gènes composites, dits chimériques et des protéines correspondantes.

La production de protéines recombinantes implique plusieurs étapes. Tout d'abord, le gène codant pour la protéine ou le peptide d'intérêt est isolé à partir de l'organisme source et cloné dans un vecteur d'ADN recombinant. Ce nom de « vecteur » vient du fait qu’il est une sorte de véhicule nucléotidique permettant de transporter l’information génétique à l’intérieur d’une cellule « usine » hôte. Le vecteur est généralement un plasmide, de l’ADN circulaire qui peut être répliqué dans une cellule hôte. Ensuite, le vecteur d'ADN recombinant contenant le gène d'intérêt est introduit dans une cellule hôte, telle que des bactéries, des levures ou des cellules de mammifères. Une fois à l'intérieur de la cellule hôte, le vecteur est répliqué et transcrit en ARN messager (ARNm).

L'ARNm est ensuite « traduit » en protéine par les ribosomes de la cellule hôte. Les codons génétiques (un codon est un groupe de 3 acides nucléiques) sont traduits suivant le code génétique universel. La « traduction » est un terme biologique bien précis qui a lieu au niveau des ribosomes. Les codons de l'ARNm, qui sont les triplets de bases nucléotidiques, sont reconnus par l'anticodon de l’ARN de transfert (ARNt). Les briques de base des protéines sont les acides aminés. L’acide aminé porté par l'ARNt est alors incorporé dans la chaîne polypeptidique en cours de synthèse. La protéine recombinante est ensuite produite en grande quantité, purifiée et utilisée à des fins de recherche, de diagnostic ou de production de médicaments.

Les protéines recombinantes ont révolutionné de nombreux domaines de la biologie et de la médecine. Elles sont utilisées dans la recherche fondamentale pour étudier la structure et la fonction des protéines, dans le développement de médicaments pour la production de médicaments thérapeutiques tels que les hormones, les enzymes et les anticorps, ainsi que dans les applications industrielles pour la production de protéines à usage commercial, telles que les anticorps monoclonaux recombinants utilisés dans les tests d’immunoessais, ou, autre exemple, les enzymes utilisées dans les détergents ou les aliments transformés.