膠原蛋白是膠原的降解物，膠原降解時空間結構改變，應用領域不一。膠原具有穩定空間結構，分子量為 300kDa，具有完整的四級結構，三股螺旋結構沒有改變，并保存良好的生物活性及纖維結構。膠原變性成明膠，三股螺旋結構被破壞，呈現自由的肽鏈或肽段，分子量在幾 kDa 至幾百 kDa 不等，彼時已失去生物活性。明膠繼續降解后可得到膠原蛋白，降解過程也即膠原的三股螺旋結構徹底松開，成為三條自由的且多降解成多分散的肽鏈，其中還可能包括低聚肽，分子量在幾千 Da 到幾萬 Da 之間不等。通過不同條件下的提取工藝，可以產生膠原、明膠和膠原蛋白，三者在分子質量、氨基酸構成、性能及應用方面存在區別，帶來其應用領域的差異，活性膠原以生物醫學領域應用為主，明膠多用于食品及醫療保健品領域，而膠原蛋白的分子量較小，可應用于食品、美容、醫療保健品等領域，較少應用于生物醫學。
根據分布位置不同，膠原蛋白可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，當前已形成產業化運用。膠原蛋白約占人體蛋白總量的 25%-30%，成年人體中大約有 3 公斤的膠原蛋白，其廣泛分布于各組織中，并且具有維持皮膚和組織器官的形態和結構作用。根據組織部位、生理功能、分子結構不同，當前共形成 28 種膠原蛋白，以Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型為代表的纖維膠原占全部膠原蛋白含量的 90%左右，三種類型的膠原蛋白研究較為充分，當前已形成產業化運用。其中，Ⅰ型膠原在動物體內含量最豐富，占膠原總量的 80%以上，是最主要的膠原蛋白，普遍存在于皮膚、骨骼、角膜等部位，用于維持骨結構的完整性和骨生物力學特性；Ⅱ膠原可加強皮膚的保水能力，填補皮膚內膠原纖維間的空隙，起到保濕、自然美白的作用；Ⅲ型膠原蛋白可為細胞提供養分，直接與血管母細胞結合促進新血管的形成，存在于皮膚、血管壁中。正常嬰兒皮膚Ⅲ型膠原占 80%，隨著生長發育，Ⅲ型膠原不斷減少，Ⅰ型膠原不斷增加，成人皮膚膠原組成為Ⅰ型占 80%，Ⅲ型占 20%。多種膠原類型中，Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原蛋白與皮膚損傷修復過程和修復質量緊密相關，工業化生產中也以Ⅰ型及Ⅲ型膠原為主。
膠原蛋白具備多種生物特性，關鍵在于特有的三螺旋結構。膠原蛋白特有的三重螺旋結構，大分子排列形成纖維互相交聯的結構，構成了物理支架特征及生理調價功能的基礎。膠原蛋白作為細胞外基質的主要組分，不僅起到物理的支架結構，同時還可通過細胞外基質受體分子與細胞間實現信號傳遞，參與調控細胞的行為。在生理調節功能方面，膠原蛋白的作用包括防治骨關節炎和骨質疏松癥，改善皮膚水分、膚質和抗老化，抗過敏、免疫等方面，保護胃粘膜以及抗潰瘍作用，抑制血壓上升作用，特殊氨基酸具有防癌等功效。
