一大類功能蛋白質的總稱。在機體起著運載（轉運）其他分子的作用。部分學者將運載體蛋白質局限於細胞質膜中具有轉運功能的蛋白質，並命名為轉運蛋白。事實上，運載體蛋白質幾乎無處不在。運載體蛋白質之所以廣泛存在有以下兩個原因：一是各種分子的屬性不同，它們要在不相容的環境中轉運，必須借助運載體蛋白質；二是在機體內有些分子的轉運具有靶向性和選擇性，則需運載體蛋白質介導。
運載體蛋白質可以轉運各種類型的分子。典典型的例子有運載O2/CO2的血紅蛋白以及運輸各種類型脂質的載脂蛋白。
在體液中存在著多種多樣的運載體蛋白質：有的是運載金屬離子的，例如轉鐵蛋白；大量的是轉運水不溶的非極性分子，例如視黃質/甲狀腺素運載蛋白、維生素D結合蛋白；也有一些是專一性很差的、與堿性藥物均可結合的α1酸性糖蛋白，以及與均疏水分子結合的血清白蛋白。
幾乎所有的動物血清都有轉鐵蛋白。它含有兩個結構域，每一個結構域可以結合一個鐵或其他重金屬離子。轉鐵蛋白與存在於很多細胞表面的轉鐵蛋白受體相互作用後，轉鐵蛋白被內吞到細胞內。在乳汁中也有類似的蛋白質，被稱為乳轉鐵蛋白。在血清中還存在著一個蛋白質傢族，被稱為脂質運載蛋白。它們的分子量大致相同，約40 000道爾頓。其共同結構特征是，由多股β折疊鏈構成一個疏水性的空腔，以便結合並運載疏水的小分子。還有一些運載體蛋白質，例如胰島素樣生長因子的結合蛋白，它們不僅運載被結合的蛋白質，而且可以影響被結合的蛋白質和其他分子的相互作用，例如與受體的親和力等。
在細胞質膜中運載體蛋白質的功能和體液中的運載體蛋白質相仿，隻是運載的對象不同。它們是將親水的或帶電的極性分子順利地輸送通過疏水的脂雙層。細胞質膜上的運載體蛋白質是細胞膜的重要組成部分。它們為細胞源源不斷地輸入生長必需的物質，例如，氨基酸、單糖，乃至於水。細胞膜中相當數量的運載體蛋白質是以通道的形式存在的，往往是肽鏈多次穿越細胞膜的蛋白質，有的還由多個亞基組裝而成。它們在運輸一些分子的同時也運送一些特定的離子，即所謂的同向轉運。在轉運一些分子通過質膜時，需要消耗ATP。由此發現，膜上不少運載體蛋白質是含有特定的ATP結合盒(ABC)的蛋白質，故被統稱為ABC轉運蛋白。
在細胞內也存在著多種特定的運載體蛋白質，它們在新生肽鏈的投送中起著重要作用。在高爾基網架的膜中，有一種特異的和含有甘露糖–6–磷酸(M–6–P)專一結合的受體，與帶有(M–6–P)的蛋白質結合後，形成一個顆粒，然後，定向地向溶酶體遷移，與溶酶體膜融合後，將這些蛋白質，其中多數是水解酶，定點地轉運到溶酶體中。在一些細胞的表面也有這樣的受體，其作用是回收流失在細胞外的帶有(M–6–P)的溶酶體酶。細胞核的核孔是不允許分子量很大的蛋白質通過的。一些定位在細胞核內的蛋白質，除瞭具有特定的富含堿性氨基酸的肽段作為核定位信號(NLS)外，還要有能與NLS結合的蛋白質，即所謂的輸入蛋白，才能進入細胞核。與此相似，新生肽鏈進入內質網的過程中，也需信號肽識別顆粒的幫助；不同的是，信號肽識別顆粒不是單一的蛋白質，而是一個小分子RNA和幾個蛋白質組成的復合體。進入線粒體中的新生肽鏈，則在特定的熱激蛋白的幫助和運載下，抵達線粒體內部或表面。
運載體蛋白質是一個類型的蛋白質，這類蛋白質還可能拓展，例如，HIV的TAT基因編碼的蛋白質與不同類型的分子共價連接後，也可以使其他分子穿越細胞膜，甚至血腦屏障。