色譜法在蛋白質治療藥物的表征和分析中占有突出地位，如今它在生物技術實驗室中發揮著關鍵作用。盡管反相色譜是用于此目的的最重要的色譜技術，但其他技術如離子交換，尺寸排阻，正相，親水相互作用和疏水相互作用色譜在表征和分析蛋白質藥物方面發揮著非常特殊的作用。
色譜法一直是蛋白質純化的重要工具。幾十年來，基于葡聚糖的離子交換和尺寸排阻色譜柱一直在蛋白質純化和表征中發揮作用。隨著用于治療目的的重組DNA蛋白的開發，需要仔細，詳細地表征這些蛋白質，可能發生的變化和修飾，以及對實際發生的變化的敏感測定。色譜法已成為重組蛋白治療藥物表征和分析的首要技術。
蛋白質修飾及其對蛋白質治療藥物的影響
蛋白質藥物的生物活性以及因此的治療功效取決于蛋白質的確切組成和三維結構。蛋白質的任何變化（修飾）都可能影響其作為治療劑的功效，盡管功效可能不受某些蛋白質修飾的影響。給定修飾的效果取決于蛋白質和修飾的性質和位置。在蛋白質治療藥物的開發過程中，必須充分表征蛋白質，確定可能發生的可能的修飾，定義那些影響功效的修飾（關鍵質量屬性），并開發分析這些修飾的方法。蛋白質從組裝開始就發生變化。可能需要一些改變以使蛋白質適當地形成活性三級結構，例如糖基化和二硫鍵，這對于維持適當的結構是至關重要的。糖基化將糖鏈附著于天冬酰胺或絲氨酸殘基上。這些糖鏈影響蛋白質折疊并有助于維持正確的三級蛋白質結構。糖基化結構復雜并且受到用于蛋白質表達的細胞系以及表達系統的其他方面的影響。表征和監測糖基化模式至關重要。半胱氨酸殘基之間形成的二硫鍵對于形成和維持適當的三級結構是必不可少的。
其他修飾可能影響蛋白質結合并降低活性，例如化學脫酰胺 - 天冬酰胺殘基在高溫或高pH條件下轉化為天冬氨酸或異天冬氨酸殘基 - 以及在化學氧化條件下甲硫氨酸殘基氧化成甲硫氨酸亞砜。如果在催化或結合位點附近發現這兩種修飾可能影響活性，但如果發現遠離活性位點則可能沒有效果。
一些修飾被設計到蛋白質中以形成更有效的藥物。向蛋白質中添加聚乙二醇 - 聚乙二醇化 - 通常通過降低蛋白質從血流中去除的速率，將血液中蛋白質活性的持續時間延長數倍。與腫瘤細胞表面特異性受體結合的單克隆抗體（mAb）可通過向單克隆抗體中加入高毒性藥物進行修飾，從而產生高度特異性，有效的靶向和殺死特定腫瘤細胞的試劑。必須分析和監控工程修改。
蛋白質可能由于pH，溫度或某些試劑的存在而失去三級結構。這種“變性”蛋白質失去生物活性和藥理學效力。蛋白質也可以形成“聚集體”，其中多種蛋白質自我結合成較大的復合物，這通常會降低活性并且可以在患者中產生免疫應答。