Protein tampon sistemi, proteinlerin proton alıcısı veya vericisi olarak hareket edebilme özelliklerine dayalı bir tampon sistemidir. Plazma ve dokularda tampon görevi yapan proteinlerin tampon kapasiteleri amino ve karbonil grupları yanında histidinin imidazol grubuna da bağlıdır. Plazma proteinlerinin tampon kapasitesinin % 95 kadarı, yapısında 16 histidin bulunan albumin tarafından sağlanmaktadır.