Als Proteolyse (von griechisch lysis - Auflösung) bezeichnet man den Abbau von Proteinen. Von Autoproteolyse spricht man, wenn sich ein Protein, beispielsweise eine Peptidase, selbst abbaut. Abhängig davon, wo die Proteolyse stattfindet, unterscheidet man:

1. Intrazelluläre Proteolyse
   • Abbau zelleigener Proteine im Proteasom
   • Abbau von durch Phagozytose aufgenommenen Proteinen im Lysosom
2. Extrazelluläre Proteolyse
   • Abbau von Proteinen der extrazellulären Matrix durch sezernierte oder membranständige Proteasen auf zellulärer Ebene
3. Abbau von über die Nahrung aufgenommenen Proteinen im Gastrointestinaltrakt über im Magen, Duodenum oder Pankreas synthetisierten Proteasen (beispielsweise Pepsin, Carboxypeptidasen, Aminopeptidasen, Trypsin, Chymotrypsin, Elastase, Kollagenase).

En biochimie, il s'agit de l'hydrolyse des protéines sous l'action des enzymes : la protéine se décompose en plusieurs morceaux.