蛋白質是影響貓咪生長的主要飲食成分。幼齡貓基本以每天11g的速度增重，大量的蛋白質攝入能加快幼齡貓的增重速度，並且幼齡貓需要蛋白質來維持組織（氮的損失）和組織生長（氮的保留）；而成年貓需要蛋白質來補充毛髮、皮膚、消化酶以及氨基酸分解或分解代謝的損失。氨基酸是蛋白質的結構成分，參與多種功能，包括葡萄糖合成和糖異生，它也提供一定的能量，必需氨基酸(EAAs)是貓咪無法合成的氨基酸。可有可無的氨基酸是那些從飲食中被省略時也不會引起食慾抑制和體重減輕，也不會阻止體重增加的氨基酸。
除了糖貓還能嚐出它們吃的東西的味道，對一些味道做出積極的反應，而對另一些味道做出消極或完全不反應。貓已經適應了高動物肉的飲食，這使得它們的代謝範圍受到限制，無法以各種蛋白質含量的食物為生。它們極度食肉的證據始於面部神經的味蕾，它們對氨基酸非常敏感。它們對脯氨酸、半胱氨酸、鳥氨酸、賴氨酸、組氨酸和丙氨酸有積極的反應，被色氨酸、異亮氨酸、精氨酸和苯丙氨酸所抑制，一般對碳水化合物單糖和雙糖沒有反應。單磷酸核苷酸在腐爛的肉類中積累，它們也抑制了貓的氨基酸受體，這可能使它們能夠區分食物的質量。
除了這些適應性之外，貓對高蛋白的大部分需求是基於組織維持，而不是生長，並最終從有限的能力來調節氨基酸代謝的分解代謝酶。這些是用於代謝可有可無的氮的轉氨酶和尿素循環酶。高蛋白飲食能使肝臟中的氮分解代謝酶有效地發揮作用，僅這一點就不允許貓的飲食中的蛋白質在多大程度上下降，即使在貓吃低蛋白食物時，強制性的氮流失也是很高的，因此無論餵食高蛋白還是低蛋白的食物，貓都不能保持氨基酸，這種情況可以追溯到遇到氨基轉移酶變化時的剛性抵抗。與這種模式相一致，貓在飢餓期間的氮損失超過了雜食動物。蛋白質分解代謝所產生的尿素量隨飼糧蛋白質的增加而增加。大部分被貓排出體外，導致一小部分被循環到腸道中進行合成代謝功能。當貓被餵食適量的蛋白質或含有高蛋白的飼料時，這種模式變化不大。
一般認為，缺乏酶的適應能力會使貓處於分解代謝的快車道上，肝臟的酶會永久性地調節以代謝高濃度的蛋白質，這意味著加速基本上是不變的，不能平穩地適應較低水平的蛋白質。用低蛋白飲食餵養貓，它仍然會快速地失去氮，這在一定程度上解釋了為什麼肥胖的貓在食用低蛋白飲食時比肥胖的狗、老鼠、豬和人更容易減肥。實際上，貓需要大量的蛋白質來繼續排洩高濃度的氮，這與它們的蛋白質狀態無關，而它們對蛋白質的高需求實際上是可控性氮的需求。
其他一些研究表明貓在調節蛋白代謝方面具有靈活性。抑制蛋白質的溶酶體降解可能是被迫食用低蛋白飲食的貓的氮保存的一個重要手段。沒有對肝臟酶的嚴格控制，貓如何調節高蛋白攝入的影響？更具體地說，是什麼機制使血漿中的氨基酸和氮濃度分別保持在微摩爾和毫摩爾水平？隨著蛋白質水平的增加而增加氨基酸降解的速度，這自然會影響全身的氮循環。除了精氨酸外，貓的EAA對生長的要求不是非常高，但是組織維持所需的量是其他的東西，並且貓的酶系統比以前認為的更靈活。
在EAAs中，天冬醯胺是新生斷奶小貓最大限度生長所必需的，但僅為幾周的需求。貓不能合成精氨酸，特別是小貓無法獲得足夠的飲食精氨酸。在流浪貓中，精氨酸缺乏是極其罕見的，但是對於任何年齡的貓來說，快速死亡是完全沒有精氨酸的結果。
貓的蛋氨酸需求量中，胱氨酸佔35%。而過量的膳食亮氨酸會抑制生長，通過添加異亮氨酸和纈氨酸可以逆轉這種情況。然而，在日糧中加入過量的亮氨酸並不能抑制貓的食慾，而且貓對大量的膳食支鏈氨基酸也不是特別敏感。對於貓，我們還必須在EAAs中包括牛磺酸，它可以預防貓的中央視網膜變性和心肌衰竭，儘管它有一定的保護能力，但是也會抵抗耗竭。
在哺乳動物中，牛磺酸是一種只對貓或人類嬰兒有效的EAA，它作為膽汁酸的結合物在貓體內發揮作用，但它在動物組織中的存在意味著，如果飲食是肉食性的，而且蛋白質來源不完全是酪蛋白，那麼短缺就不是問題。超過一半的成年貓對牛磺酸的需求從未進入代謝系統，而是被腸道微生物降解的牛磺酸所取代。當貓的食物中的牛磺酸供應不足時，會通過甘氨酸結合來保護牛磺酸。貓必須使用另一種途徑，牛磺酸是半胱氨酸的代謝物。從半胱氨酸合成是低效的，然而，使外源性來源是必要的。在自然條件下，貓利用半胱氨酸分解代謝產生丙酮酸，可被氧化用作能量。當飲食中的牛磺酸被直接攝入時，通過這些途徑獲得的好處就消失了——產生的任何量都會隨尿液排出，其勢能值就會損失。作為小型動物的捕食者，貓通常會吃掉它們的獵物的整個身體，攝取一系列組織，這些組織的成分各不相同，通常能滿足牛磺酸的需求，這樣做可以避免任何合成的需要。
貓在禁食一晚後攝入的氨基酸很快被脫氨基以提供能量。氨作為脫氨的最終產物，不需要釋放氮來合成必需的氨基酸，而是被不斷地轉入尿素循環。數小時不進食，即使只是一晚也會耗盡血漿精氨酸和其他對貧血症和尿素循環至關重要的中間化合物。如果貓不是貓，而是其他哺乳動物，氨會像往常一樣轉化為尿素，但一個晚上不吃東西會導致血液中的氨基酸水平下降，尤其是精氨酸。當貓攝入一頓含有所有必需氨基酸的食物時，精氨酸對尿素循環有一種貧血的影響，並使去氨基氨基酸中的氨得到正常的處理，但是幾個小時的禁食耗盡了肝臟中剩餘的精氨酸。在幾個小時不攝入精氨酸的極端條件下，其結果是氨清除減少，迫使其滯留。在這種情況下，貓的體重會迅速下降。脫氨不會導致其他哺乳動物(包括人類)氨含量的增加，因為它們有能力合成中間化合物，將其注入尿素循環，因此，高氨血癥是貓精氨酸極度缺乏的頂點。它的一些臨床症狀是過度流涎、神經功能障礙、嘔吐、伸出爪子和四肢、感覺過敏、共濟失調、高血糖、昏迷和死亡。
貓以挑剔和拒絕太粉狀或有不尋常紋理的食物而著稱，非洲野貓祖先的適口性可能在其對獵物的偏好中發揮作用，但前提是獵物在被捕獲時能與其味覺相聯繫。鼩鼱是食蟲動物，可能比其他小型哺乳動物更難吃，因為它們並不能阻止家貓捕捉並殺死鼩鼱，然後不吃掉它們，這種行為表明味覺和捕食之間的聯繫很弱，這可能是馴化的結果，儘管它可能只是一種捕食衝動的釋放。家庭飼養中烹飪對生肉的蛋白質組成沒有顯著影響，然而，在巴氏滅菌過程中對罐裝貓糧進行熱處理會降低所有氨基酸的消化率，尤其是在高溫下，當氨基酸在蛋白質內部和蛋白質之間交聯時，可能會導致酶的滲透中斷或減弱。
