Proteolyysi on biokemiallinen tapahtuma, jossa proteaasi-nimiset soluentsyymit tai molekyylinsisäinen pilkkoutuminen aiheuttavat proteiinien hajoamisen. Proteolyyttisiin entsyymeihin kuuluvat muun muassa mahannesteessä esiintyvä pepsiini sekä haimanesteen trypsiini ja kymotrypsiini.