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藻膽蛋白是一種水溶性蛋白質，主要存在於藍菌及某些種類的藻類（包括有紅藻、隱藻、灰色藻和少數一些甲藻）中，用以捕獲光能量，然後傳遞與葉綠素進行光合作用。藻膽蛋白是由多種蛋白質組合而成的複合物，並與作為發色團（光攝取的部分）的捕光色素以共價鍵結合。上述各項均為藻膽體的重要組成部份。
在一些藻類中藻膽蛋白也可以作為儲藏蛋白 ,以使藻類在氮源缺乏的季節得以生存。
已知的藻膽蛋白主要可以分為以下４大類：