對于細胞來說，蛋白質降解有多種用途，包括去除分泌蛋白的N末端信號肽，對前體蛋白進行剪切以產生“成熟”蛋白等。細胞不需要的或受到損傷的非跨膜蛋白質一般由蛋白酶體來進行降解，而真核生物的跨膜蛋白則通過內體運送到溶酶體（動物細胞）或液泡（酵母）中進行降解。降解所生成的氨基酸分子可以被用于合成新的蛋白質。一些蛋白質可以發生自降解。此外，細胞中存在的大量蛋白酶（特別是溶酶體中），可以對外來的蛋白質進行降解，這也是一種細胞自我保護的機制。
生物學實驗中，也經常對蛋白質進行降解分析；例如在蛋白質組學中，利用蛋白酶對特定蛋白質進行降解，并對降解產物進行質譜分析而獲得對應蛋白質的序列信息和修飾情況；此外，生物化學實驗中，埃德曼降解法常被用于對蛋白質進行氨基酸序列分析。