Las proteínas globulares son uno de los dos tipos de proteínas, el otro son las proteínas fibrosas. Las proteínas globulares tienen una estructura compacta y relativamente esférica. Las proteínas globulares son solubles en agua y suelen estar implicadas en funciones metabólicas, a diferencia de las proteínas fibrosas, que suelen tener un papel estructural. La cadena polipeptídica de una proteína globular puede plegarse en regiones de estructuras α-helicoidales o β-hojas que forman la estructura secundaria de la proteína. La estructura secundaria puede ser mayoritariamente α-helicoidal, mayoritariamente β-hoja o una combinación de ambas estructuras. Estas estructuras secundarias se pliegan unas sobre otras para formar la estructura terciaria globular de la proteína. Las regiones de α-hélice y β-hoja contienen espirales aleatorias que forman regiones de estructura irregular que permiten que la cadena polipeptídica se pliegue de forma única. Esto significa que cada proteína globular tiene una estructura terciaria única que es específica para la función de esa proteína.
Las proteínas globulares más comunes son la hemoglobina, la mioglobina, la inmunoglobina y la insulina.