膠原類型豐富，承擔多種功能。目前共有約 29 種膠原蛋白已被證實存在于脊椎動物中，按照結構是否為纖維狀可分為纖維狀和非纖維狀兩大類。纖維狀膠原蛋白主要承擔細胞支架的功能，固定細胞位置、發揮錨定作用，也為組織提供拉伸強度和剛度，主要的代表類型有 I、II、III、V、XI 型膠原蛋白；非纖維膠原可進一步細分為基底膜膠原蛋白（基底膜為連接表皮和真皮的重要結構）、短鏈膠原、FACIT（Fibril-associated Collagens withInterrupted Triple helices，具有間斷三螺旋的原纖維相關膠原蛋白）、跨膜膠原蛋白等，各自承擔不同的功能。
眾多類型中，I、II、III、IV、V、XI 膠原蛋白較為常見。I 型膠原在所有膠原中含量最高，約占膠原總量的 80%-90%，主要分布在皮膚、肌腱等組織，主要承擔細胞支架的功能；Ⅱ型膠原蛋白由軟骨細胞產生；III 型膠原蛋白在新生兒皮膚中含量較高，主要有修復功能；IV 型膠原蛋白為基底膜的主要成分；V 型膠原蛋白分布在細胞周圍以及Ⅰ型膠原的周圍，廣泛分布于結締組織中，可能在基膜和結締組織間起橋梁作用；XI 膠原是軟骨的微量成分，在軟骨膠原纖維的形成和軟骨基質的組成中起著重要作用，且常與Ⅱ型膠原共存。
膠原蛋白的形成經歷復雜的生物學反應。膠原蛋白遵循生物蛋白 4 個層次定義：1）以(Gly-X-Y)為特征的氨基酸，即每三個氨基酸有一個甘氨酸（Glycine）；X 和 Y 代表其他氨基酸，最常見的為脯氨酸（Proline）和羥脯氨酸（Hydroxyproline，該氨基酸為膠原蛋白特有）；2）氨基酸重復序列（Gly-X-Y）n 組成多肽鏈；3）三條多肽鏈以卷曲的螺旋方式聚集，經過蛋白酶裂解后形成三螺旋結構的原膠原蛋白（tropocollagen/TC）——膠原蛋白的基本組織單位（大部分原膠原蛋白分子量約為 30w 道爾頓），且其溶解度比前兩個層次大幅度降低，該步驟還去除了非螺旋結構的端肽；4）各 TC 分子彼此平行，并通過分子間交聯（crosslink）形成原纖維（fibrils）（TC 分子末端的殘基可促進相鄰TC 共價交聯，促進原纖維結構的穩定性）。原纖維結合在一起即形成了具備一定抗張程度（tensile strength）的膠原纖維（collagen fibers），合成過程中涉及到數百個酶促反應以及折疊、溶解、分類和運輸等步驟。簡化看，膠原纖維的合成主要經歷氨基酸→多肽鏈→原膠原蛋白（三螺旋單體）→原纖維→膠原纖維 4 個步驟。
