Proteiinisynteesi on biologinen prosessi, jossa solu tuottaa proteiineja DNA:n emäsjärjestyksen mukaisesti. Proteiinisynteesiin luetaan kaksi päävaihetta: transkriptio ja translaatio. Geenit määrittävät proteiinien ominaisuudet, ja transkriptiossa muodostuu proteiinia koodaavan DNA-alueen, eli geenin, emäsjärjestystä vastaava lähetti-RNA-molekyyli. Translaatiossa lähetti-RNA luetaan tuman ulkopuolella, ribosomilla, jossa mRNA:n jokaista emäskolmikkoa vastaava aminohappo liitetään osaksi kasvavaa aminohappoketjua, josta lopulta muotoutuu valmis proteiini.
Proteiinisynteesi on pääpiirteittäin samanlainen prokaryooteilla ja eukaryooteilla.