從原料中抽提得到的蛋白質溶液一般蛋白質含量較低，并含有多種雜質。對抽提液進行初步提取，也稱粗提或粗分級，主要目的是除去糖、脂類、核酸及大部分雜蛋白，并将蛋白濃縮。這一步的操作一般應該盡量簡單快速，并且适于處理大量樣品，所以以沉澱法為主，包括簡單沉澱、分級沉澱等。
簡單沉澱是一次性完成，分級沉澱是分次加入沉澱劑，使不同的蛋白質在不同沉澱劑濃度下分别沉澱，從而被分離開來。一般沉澱核酸、多糖等雜質都是簡單沉澱，比如MnCl2、硫酸魚精蛋白、鍊黴素等核酸沉澱劑。
分離蛋白一般會盡量避免變性因素，以保證目的蛋白的生物活性。但如果目的蛋白對某種變性因素抗性較強，也可以選擇性地變性雜蛋白，從而實現快速純化目的。例如提取卵黏蛋白時，因為其對酸的穩定性較高，所以可用2.5％三氯乙酸處理，使絕大多數雜蛋白變性沉澱。
分級沉澱法常用鹽析或有機溶劑分級沉澱。這兩種方法都可以簡單快速地将總蛋白分成幾組，從而起到純化作用，所以是生化中分級沉澱經常采用的方法。其中鹽析法不易引起蛋白變性，更為常用。
硫酸铵飽和度表
鹽析後樣品中含大量鹽類，通常不利于後續實驗，要設法除去。實驗室中常用透析或分子篩層析（如Saphadex G25）除鹽。如果樣品濃度過低，可用反透析、凍幹、超濾等方法濃縮。
層析設備
初步提取得到的制劑一般可直接用于工業生産。科研一般需要高純度樣品，需要進一步精制。常用方法主要是各種層析、電泳，有時也采用結晶法。
電泳分離蛋白質
除結構分析需要晶體外，結晶也是蛋白質純度高、構象正确的重要标志。因為蛋白質結晶過程需要其結構均一，所以變性蛋白是無法結晶的。因此，雖然蛋白結晶不能出去所有雜質，但可以除去構象異常的分子，這是其它方法難以做到的。
蛋白質晶體，引自IUCrJ. 2019 May 1; 6(Pt 3): 454–464
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