Le collagène est la principale protéine du tissu conjonctif chez les animaux et la protéine la plus abondante chez les mammifères, représentant environ 25% à 35% de la teneur en protéines du corps entier. On le trouve naturellement exclusivement dans les métazoaires, y compris les éponges. Dans le tissu musculaire, il sert de composant majeur de l'endomysium. Le collagène constitue 1% à 2% du tissu musculaire et représente 6% du poids des muscles tendineux forts. La gélatine utilisée dans l'alimentation et l'industrie est issue de l'hydrolyse partielle du collagène.
Le collagène est l'une des longues protéines structurales fibreuses dont les fonctions sont assez différentes de celles des protéines globulaires telles que les enzymes. Les faisceaux durs de collagène appelés fibres de collagène sont un composant majeur de la matrice extracellulaire qui soutient la plupart des tissus et donne une structure aux cellules de l'extérieur, mais le collagène se trouve également à l'intérieur de certaines cellules. Le collagène a une grande résistance à la traction et est le principal composant du fascia, du cartilage, des ligaments, des tendons, des os et de la peau. Avec la kératine molle, elle est responsable de la force et de l'élasticité de la peau, et sa dégradation entraîne des rides qui accompagnent le vieillissement. Il renforce les vaisseaux sanguins et joue un rôle dans le développement des tissus. Il est présent dans la cornée et le cristallin de l'œil sous forme cristalline. Il est également utilisé en chirurgie esthétique et en chirurgie des brûlures. Le collagène hydrolysé peut jouer un rôle important dans la gestion du poids, en tant que protéine, il peut être avantageusement utilisé pour son pouvoir rassasiant.