蛋白质多肽链的疏水区一般由
疏水性氨基酸组成，如
缬氨酸、
亮氨酸等。这些疏水氨基酸组成的疏水区段会由于
疏水作用而埋入多肽链的内部，而亲水区段多分布在多肽链的外侧。此外，跨膜蛋白的疏水区往往也是其跨膜区。可以通过疏水区的分析，实现蛋白跨膜区的预测。
蛋白质多肽链上一段由大量
疏水性氨基酸组成的氨基酸序列（如
缬氨酸、
亮氨酸等），该区段被称为疏水区。
疏水性是指一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。由于氨基酸侧链的非极性，没有可以解离的基团，与水互斥而疏水。
疏水键不是真正的化学键，但它能形成疏水性内核稳定蛋白质高级结构。蛋白质分子中氨基酸的疏水侧链由于疏水效应而被水驱入蛋白质分子内部聚集成簇，带动肽链盘曲折叠，对蛋白质三、
四级结构的形成和稳定起重要作用。
跨膜蛋白多肽链上的疏水区可以形成跨膜区。细胞膜是
磷脂双分子层，两层磷脂分子的亲水端朝向外侧，与
细胞质和
细胞外液接触，疏水端尾则朝向内侧。跨膜蛋白质通过其疏水区而镶嵌于细胞膜磷脂双分子层的疏水内部，实现跨膜。