结缔组织基质中蛋白质与多糖以共价和非共价键相连构成多种巨大分子称为蛋白多糖(proteoglycans)或粘蛋白(mucoproteins)。其分子组成以多糖链为主，蛋白质部分所占比例较小。往往一条多糖链上联结多条多肽链，分子量可达数百万以上。
多糖部分为糖胺多糖，又称氨基已糖多糖，由成纤维细胞产生，主要分硫酸化和非硫酸化两类。前一类主要有硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸肝素等；后一类为透明质酸，是曲折盘绕的长链大分子，构成蛋白质多糖复合物的主干，其他糖胺多糖则与蛋白质结合，形成蛋白多糖亚单位，后者再通过结合蛋白连与透明质酸长链分子形成蛋白多糖聚合体。