Le protée a été représenté pour la première fois comme un serpent avec des ailes. Probablement en raison de ses branchies externes. Cette représentation se trouve sur le relief d’une fontaine vénitienne en pierre.
La première mention écrite du protée se trouve dans l’ouvrage de Janez Vajkard Valvasor intitulé La Gloire du Duché de Carniole (1689). Il y est cité en tant que bébé dragon. Le premier chercheur à découvrir un protée vivant fut Giovanni Antonio Scopoli, chercheur originaire d’Idrija. Il envoya des spécimens morts et des dessins à certains collègues.
Josephus Nicolaus Laurenti fut cependant le premier à décrire brièvement le protée en 1768 et lui donna le nom de Proteus anguinus. Il ne le savait cependant pas cavernicole et pensait que l'animal habitait le lac de Cerknica. Ce n’est qu’à la fin de ce même siècle que Carl Franz Anton Ritter von Schreibers du Muséum de Vienne commença à étudier l’anatomie de l’animal. Des spécimens capturés lui furent envoyés par Žiga Zois. Schreibers présenta les résultats de ses recherches en 1801 à la Royal Society de Londres, puis à Paris. C'est alors que la reconnaissance et l’attrait pour le protée commencèrent à grandir et des milliers de spécimens furent envoyés à des chercheurs et des collectionneurs à travers le monde. Les premières investigations morphologiques en Slovénie furent menées par le professeur Lili Istenič dans les années 1980. Depuis, le groupe de recherches de l’université de Ljubljana, dirigé notamment par le professeur Boris Bulog, est l'un des mieux documentés sur l’animal. Des laboratoires installés dans des grottes, à travers l’Europe, réalisent également des études sur l’animal, comme par exemple à Moulis et dans les grottes de Choranche (France), aux Kent's Cavern (Royaume-Uni), aux grottes de Han-sur-Lesse (Belgique) et à Aggtelek (Hongrie). Certains protées ont également été introduits dans le Hermannshöhle en Allemagne et dans la grotte d’Oliero en Italie.
Le protée a été utilisé par Charles Darwin dans son célèbre ouvrage L'Origine des espèces comme un exemple de la perte de facultés due aux modifications des conditions de vie.
« Comme on le voit chez le Protée aveugle, par rapport aux autres reptiles actuels de l’Europe, je suis surpris, au contraire, que des restes plus nombreux de la vie ancienne ne se soient pas conservés dans ces sombres demeures dont les habitants ont dû être exposés à une concurrence moins sévère. »
Les protées peuvent avoir quelques différences de taille et de couleur en fonction de la grotte dans laquelle ils vivent. La longueur de la tête est la plus importante différence entre les individus. La longueur de la tête des protées de la région de Stična en Slovénie est plus courte que celle des individus de la région slovène de Tržič ou de la péninsule d’Istrie en Croatie par exemple. D’anciennes recherches utilisèrent ces différences pour classer les protées en cinq espèces. Les herpétologues modernes sont conscients que l’aspect extérieur des amphibiens est parfois variable et on ne peut donc classer les individus d’une façon systématique en fonction de cette morphologie qui dépend de différents facteurs comme la température, la nourriture, les maladies, etc. On considère actuellement qu’il n’y a qu’une seule espèce de protée.
En dehors du Proteus anguinus anguinus (sous-espèce précédemment décrite et la plus répandue), le protée noir (Proteus anguinus parkelj) est la seule autre sous-espèce reconnue. Elle est endémique dans les eaux souterraines d’une petite région de 100 km2 près de Črnomelj en Slovénie. Il fut découvert en 1986 par les membres de l´Inštitut za raziskovanje krasa (« Institut Slovène de Recherche Karstique ») qui exploraient les sources karstiques de Dobličice dans la région slovène de la Carniole-Blanche. Le protée noir possède plusieurs particularités par rapport à l’espèce traditionnelle. La différence la plus visible est sa couleur noirâtre alors que le protée est en général pâle. Sa tête est plus courte et les muscles de la mâchoire sont plus développés. Il est plus long et possède de 34 à 35 vertèbres contre 29 à 32. Les appendices sont plus courts de même que sa queue (proportionnellement à la taille du corps). Ses récepteurs électriques sont moins sensibles. Le protée noir a, de plus, des yeux presque normalement développés, même s'ils restent petits comparativement aux autres amphibiens. Ces yeux sont recouverts par une fine couche tégumentaire transparente, mais ne présentent pas de paupières. Autre différence notable : les yeux régressés du protée blanc possèdent une rétine essentiellement constituée de cellules visuelles en cônes riches en opsine, sensibles à la couleur rouge. Les protées noirs ont des yeux dont la rétine contient des bâtonnets, des cônes sensibles au rouge et des cônes sensibles au bleu. Toutes ces caractéristiques laissent à penser que le protée noir aurait commencé à coloniser le milieu souterrain depuis moins longtemps et dispose donc ainsi d’anciennes caractéristiques non troglomorphiques.