在酶的催化下以信使RNA（mRNA）为模板，在核糖体上将氨基酸逐步连接成多肽链的过程。此过程还需要转移RNA（tRNA）、供能物质（ATP和GTP）和许多蛋白质因子等的参与。

蛋白质生物合成是将mRNA的核苷酸排列顺序翻译成蛋白质的氨基酸排列顺序的过程，所以又称翻译。在真核细胞中整个过程大致可分为四个阶段。

在特异的氨基酰-tRNA合成酶催化下，由腺苷三磷酸（ATP）供能使氨基酸转变成氨基酰-tRNA而活化。其反应为：

氨基酸＋ATP＋酶氨基酰－AMP－酶＋PPi（1）氨基酰－AMP－酶＋tRNA氨基酰－tRNA＋AMP＋酶（2）氨基酰－tRNA合成酶具有高度特异性。由于氨基酸有20种，氨基酰－tRNA合成酶至少有20种。每种氨基酰－tRNA合成酶既能识别出特异的氨基酸，又能辨认出特异的tRNA，使每种氨基酸与相应的tRNA形成氨基酰－tRNA。此酶的这种高度特异性保证了翻译的准确无误。

在真核细胞中核糖体小亚基在起始因子及鸟苷三磷酸（GTP）参与下先与起始tRNA（甲硫氨酰－tRNA）结合，并结合在mRNA的5′帽子处，然后在起始因子与ATP参与下沿mRNA向3′端移动，直至找到起始密码子，起始tRNA的反密码子与之配对为止。最后与核糖体大亚基结合形成起始复合物（8OS核糖体·mRNA·起始tRNA）。在核糖体中有P和A两个结合tRNA的位点。在起始复合物中甲硫氨酰－tRNA结合在肽酰－tRNA位点（P位）上，起始tRNA的反密码子与mRNA的起始密码子相互补，氨基酰－tRNA位点（A位）空着为延长作好准备。

每延长一个氨基酸的过程是：①氨基酰—tRNA进入A位，tRNA的反密码子与mRNA的密码子相对应。何种氨基酰—tRNA进入由mRNA的密码子决定。此步需延长因子及GTP参与②在肽酰转移酶的催化下，将P位tRNA上的甲硫氨酰基以肽键连接到A位tRNA上氨基酸的氨基上。此时P位tRNA上无负载，A位tRNA上携带二肽。③在移位酶（EF₂）和GTP参与下，核糖体向mRNA的3′端移动一个密码子的距离，与此同时P位上无负载的tRNA由P位释出；新形成的肽酰－tRNA由A位移至P位；第三个密码子进入核糖体A位。移位后A位空出，为第三个氨基酰－tRNA进入A位作好准备，多次重复上述三步反应，使肽链不断延长。

当核糖体移到mRNA的终止密码子处时，终止因子进入核糖体A位，肽链延长终止。在肽酰转移酶催化的水解作用下，使新生的肽链由核糖体上释出，核糖体、tRNA与mRNA分离。

肽链合成后还需要经过一系列的加工过程，如切去N-端的甲硫氨酸、某些肽段，有些需要形成二硫键，有的肽链需加糖、加脂，某些氨基酸需羟化、磷酸化等。加工后的肽链自行卷曲、折叠或聚合成一定的高级结构，最后成为具有生物学活性的蛋白质。