La cristallisation des protéines est le procédé et la méthode de création de réseaux structurés et ordonnés de macromolécules complexes. Les protéines sont généralement amorphes à l'état solide et elles ont tendance à se dénaturer, tandis que les protéines existant dans les réseaux cristallins résistent à la dénaturation et offrent une stabilité accrue. Les protéines peuvent cristalliser lorsqu'elles sont placées dans des environnements propices et adaptés. La cristallisation des protéines est considérée autant comme un art que comme une science, en raison des interactions très complexes des variables qui influencent les procédés de cristallisation des protéines.
La raison la plus courante justifiant la création de cristaux de protéines est que celle-ci permet d'étudier des structures biologiques, généralement par l'intermédiaire de la cristallographie par diffraction des rayons X. Les chercheurs peuvent ainsi visualiser les zones du réseau cristallin susceptibles d'interagir avec d'autres molécules en comprenant les structures tridimensionnelles des protéines (par exemple, afin de mieux comprendre comment les enzymes, les substrats et les ligands interagissent). La cristallisation constitue en outre un moyen efficace de créer des protéines pures exemptes de contamination par d'autres protéines ou matières biologiques étrangères, en offrant ainsi une méthode de purification et de séparation qui se substitue à la chromatographie préparative.
