Les lipocalines sont une famille de protéines qui servent au transport de petites molécules hydrophobes telles que les stéroïdes, les sels biliaires, les rétinoïdes et les lipides. Elles partagent des régions de séquences homologues et une architecture tertiaire commune. Il s'agit de huit feuillets beta antiparallèles en forme de tonneau ouvert avec dans son creux un site de liaison au ligand
Ces protéines se trouvent dans les bactéries gram négatif, les cellules de vertébrés, d'invertébrés et de végétaux. Les lipocalines ont été associées à de nombreux processus biologiques, comme la réponse immunitaire, le transport de phéromones, la synthèse des prostaglandines, les fixations de rétinoïdes et les interactions entre cellules cancéreuses.
Les lipocalines sont impliquées dans les processus inflammatoires et de désintoxication provoqués par l'activation du système immunitaire chez les mammifères. Elles sont des allergènes respiratoires connus des souris, chats, chiens, chevaux et autres animaux. Des exemples de lipocalines impliquées dans la réponse du système immunitaire sont l'alpha-1-microglobuline, l'alpha-1-glycoprotéine acide et le c8gamma. Les informations structurales du système immunitaire qui interfèrent avec les lipocalines sont assez bien connues alors que leur rôle exact dans les systèmes biologiques est encore peu clair. Les allergies humaines aux lipocalines n'ont pas été étudiées de façon approfondie.
La famille des lipocaline est liée au transport des phéromones chez les mammifères comme le montre facilement l'observation des interactions protéine-phéromone. Les lipocalins sont des protéines de relativement petite taille et sont donc moins compliquées à étudier que les grandes et encombrantes protéines. Elles peuvent également se lier à différents ligands à différentes fins biologiques. Les lipocalins sont des protéines de transport de phéromones importantes dans le mucus nasal des rongeurs. Les protéines urinaires majeures, une sous-famille de lipocalines, se retrouvent dans l'urine des rats et des souris et peuvent elles-mêmes agir en tant que phéromones protéiques.
Cette famille de protéines joue un rôle dans la partie terminale de la synthèse biologique des prostaglandines.