合成蛋白質分子的每個胺基酸首先要在特異的氨基醯tRNA合成的酶的作用下，與特異的tRNA結合，形成氨基醯tRNA，這就是胺基酸的活化。核蛋白循環過程中的起動階段，首先要形成由起始因子，GTP、mRNA和大、小亞基構成的70S起始複合物，肽鏈延長時，每進入一個胺基酸，就按進位，轉肽、脫落、移位、重複這四個步驟。終止時，在終止因子參與下，轉肽酶將合成的肽鏈水解離開核糖體，核蛋白體也從mRNA脫落，重新進入又一個循環，蛋白質合成時，在一條mRNA鏈上，同時結合著多個核糖體，同時合成相同的多條肽鏈。
蛋白質合成也有許多加工修飾過程，剪切一部分肽段，加入糖、脂，進行磷酸化，羥化等等。多聚體構成的蛋白質還要經過聚合過程。
蛋白質合成的阻斷劑很多，作用部位也各不相同，利用這些理論，對於研製各種抗生素有重要意義。
基因表達(gene expression)是指儲存遺傳信息的基因經過一系列步驟表現出其生物功能的整個過程。典型的基因表達是基因經過轉錄、翻譯，產生有生物活性的蛋白質的過程。rRNA或tRNA的基因經轉錄和轉錄後加工產生成熟的rRNA或tRNA,也是rRNA或tRNA的基因表達，因為rRNA或tRNA就具有在蛋白質翻譯方面的功能。
基因組(genome)是指含有一個生物體生存、發育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套核酸。但生物基因組的遺傳信息並不是同時全部都表達出來的，即使極簡單的生物(如最簡單的病毒)，其基因組所含的全部基因也不是以同樣的強度同時表達的。大腸桿菌基因組含有約4000個基因，一般情況下只有5－10%在高水平轉錄狀態，其它基因有的處於較低水平的表達，有的就暫時不表達。哺乳類基因組更複雜，人的基因組約含有10萬個基因，但在一個組織細胞中通常只有一部分基因表達，多數基因處在沉靜狀態，典型的哺乳類細胞中開放轉錄的基因約在1萬個上下，即使蛋白質合成量比較多、基因開放比例較高的肝細胞，一般也只有不超過20%的基因處於表達狀態。