Proteiner bygger upp ben, muskelvävnad och nervsystemet. Proteiner består av kedjor av aminosyror som är sammanlänkade vid sina ändpunkter. Essentiella aminosyror kan inte framställas av kroppen och måste därför ingå i kosten. Kött, fisk och ägg innehåller bra proteiner. Senor och bindväv är proteiner av dålig kvalité och ska inte ges till katter.

Brist på proteiner kan resultera i allvarliga sjukdomstillstånd, tex. om katten har för lite av arginin i kroppen kan den inte omvandla ammoniak till urea och detta leder till höga nivåer ammoniak i blodet. Eller om katten har för lite taurin i kroppen så förtvinar ögats näthinna vilket leder till att katten blir blind.