Přirozeně se vyskytující nebo experimentálně vyvolané nahrazení jedné nebo více aminokyselin v proteinu jinou. Pokud je substituována funkčně ekvivalentní aminokyselina, protein si může zachovat aktivitu divokého typu. Substituce může také snížit nebo odstranit funkci proteinu. Experimentálně indukovaná substituce se často používá ke studiu enzymových aktivit a vlastností vazebných míst.