Białka tworzą kompleksy z innymi małymi i dużymi cząsteczkami, w tym kwasami nukleinowymi, węglowodanami i lipidami. Nazywa się je białkami sprzężonymi, co oznacza, że ich kompleksy składają się zarówno z aminokwasów, jak i składników niebiałkowych.

Nukleoproteiny składają się zarówno z białek, jak i kwasów nukleinowych.

Deoksyrybonukleoproteiny lub DNP zawierają DNA i są powszechnie spotykane w jądrze. W komórkach eukariotycznych DNA jest ściśle owinięte wokół białek histonowych, tworząc nukleosomy, kluczową część struktury chromosomów.

Rybonukleoproteiny lub RNP zawierają RNA i mogą znajdować się w jądrze, a także w cytoplazmie. Spliceosom to duży kompleks pięciu małych jądrowych RNP lub snRNP zawierających zarówno RNA, jak i białko wraz z kofaktorami pomocniczymi. Spliceosom usuwa niepożądane nukleotydy z transkryptu genu prekursorowego.

Glikoproteiny i proteoglikany to kompleksy białkowe, które zawierają węglowodany o różnej wielkości.

Przeciwciała to glikoproteiny o krótkich łańcuchach węglowodanowych, krytyczne dla prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego.

Natomiast proteoglikany powstają z długo powtarzających się jednostek cukrowych. Często są to cukry modyfikowane, które zawierają inne grupy funkcyjne zamiast grupy hydroksylowej. Proteoglikany są głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej w chrząstce długokostnej, zapewniając ruch stawów bez tarcia.

Lipidy łączą się również z białkami, aby pełnić różne funkcje.

Lipoproteiny to rozpuszczalne w wodzie kompleksy, posiadające hydrofobowy rdzeń lipidowy i hydrofilową powierzchnię białka. Nierozpuszczalny cholesterol nie może swobodnie przemieszczać się we krwi, więc wiąże się z rdzeniem lipoproteiny, co pomaga w jego transporcie.

Natomiast proteolipidy to nierozpuszczalne w wodzie kompleksy z hydrofobowymi resztami aminokwasowymi przyłączonymi do cząsteczek lipidów. Proteolipidy występują obficie w tkankach mózgowych, gdzie mogą tworzyć powłokę izolacyjną, która utrzymuje normalne funkcje motoryczne.

Dodatkowo białka tworzą kompleksy z wieloma innymi typami cząsteczek.

Czerwone krwinki czerpią swój kolor z hemu, niebiałkowego składnika hemoglobiny. Hem ma centralny atom żelaza, który wiąże i transportuje tlen przez krwioobieg.