Olbaltumvielas jeb proteīni (no frančuprotéine vai vācuProtein, kas savukārt no grieķuπρῶτος (protōs) — ‘pirmējs’), nereti saīsināti arī kā olbaltumi vai OBV, ir biopolimēri, lielmolekulāri savienojumi, ko veido līdz pat 20 dažādu α-aminoskābju saturošas lineāras virknes, kurās aminoskābes savstarpēji saistītas ar peptīdsaitēm. Polipeptīds ir olbaltumvielas molekula veidošanās procesā, kas savijusies lodveida (globulārā) vai pavedienveida (fibrilārā) formā.