Bei der Proteinbiosynthese (Synthese) bauen Zellen Proteine auf. Der Begriff wird manchmal nur für die Proteinübersetzung verwendet, aber häufiger bezieht er sich auf einen mehrstufigen Prozess.
Aminosäuren werden entweder synthetisiert oder mit der Nahrung verzehrt. Dann, nach der Transkription von Polypeptidgenen, werden die Aminosäuren zusammengesetzt. Dies geschieht durch Translation und RNA-Spleißen, wodurch Boten-RNAs entstehen. Durch das Spleißen entstehen die endgültigen Proteine, die sich dann in ihre Proteinstruktur falten. Dann können sie funktionieren. Der Plural wird hier verwendet, weil bei den meisten Genen beim Spleißen mehr als ein fertiges Arbeitsprotein entsteht. Ein bestimmtes Drosophila-Gen (DSCAM) kann alternativ in 38.000 verschiedene mRNA gespleißt werden.
Die Proteinbiosynthese unterscheidet sich zwischen Prokaryonten und Eukaryonten, obwohl Teile des Prozesses bei beiden gleich sind.