蛋白质工程研究的内容十分广泛，大致可分为两方面：
(1)基因水平上的蛋白质改造。这是从根本上实现的蛋白质改造，也就是第二代基因工程。它不再是单纯的基因克隆和表达，而要求进一步的基因操作。基因融合得到的融合基因，可表达得到融合蛋白质，从而改变了蛋白质的结构和功能，或者改变了蛋白质合成的调节机理，从而克隆到已建立的表达系统中；定位诱变在基因水平上改变蛋白质一级结构，以调节蛋白质的高级结构和功能；DNA合成技术用于蛋白质功能片段多肽基因的合成，可创造结构和功能全新蛋白质。
（2）蛋白质修饰，即蛋白质翻译后的基因修饰。酶固定化技术在实践中已有广泛的研究和应用。蛋白质分子中基因的化学修饰和生物修饰，也是目前蛋白质工程研究中的一个重要课题。这种修饰往往为了延长蛋白质的稳定性；在临床应用中，延长蛋白质药物的生物半衰期，改变其免疫原性，提高它们对蛋白酶的抗性。