黄素蛋白（英语：Flavoprotein）是由一条多肽结合1个辅基组成的酶类，这个辅基可以是FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）或FMN（黄素单核苷酸），它们是维生素B2的衍生物。黄素蛋白参与多种生物过程，包括生物发光、清除氧化应激产生的自由基、光合作用、脱氧核糖核酸修复和细胞凋亡等。黄素辅因子的光谱特性使其成为活性位点内变化的自然指示器，因此黄素蛋白是研究最广泛的蛋白质家族之一。

黄素蛋白是由一条多肽结合1个辅基组成的酶类，不是脂溶性。结合的辅基可以是FAD或FMN,它们是维生素B2的衍生物，每个辅基能够接受和提供两个质子和电子。线粒体中的黄素蛋白主要是电子传递链中NADH脱氢酶和TCA循环（三羧酸循环）中的琥珀酸脱氢酶。

黄素蛋白种类很多，其辅基有两种，一种为黄素单核苷酸（FMN），另一种为黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），两者均含维生素B2（维生素B2），此外FMN尚含一分子磷酸，而FAD则比FMN多含一分子腺苷酸（AMP）。

FAD或FMN与酶蛋白部分之间是通过非共价键相连，但结合牢固，因此氧化与还原（即电子的失与得）都在同一个酶蛋白上进行，故黄素核酸的氧化还原电势取决于和它们结合的蛋白质，所以有关的标准还原电位指的是特定的黄素蛋白，而不是游离的FMN或FAD；在电子转移反应中它们只是在黄素蛋白的活性中心部分，而其本身不能作为作用物或产物，这和NAD+不同，NAD+与酶蛋白结合疏松，当与某酶蛋白结合时可以从代谢物接受氢，而被还原为NADH，后者可以游离，再与另一种酶蛋白结合，释放氢后又被氧化为NAD+.。在FAD、FMN分子中的异咯嗪部分可以进行可逆的脱氢加氢反应。

多数黄素蛋白参与呼吸链组成，与电子转移有关，如NADH脱氢酶（NADh dehydrogenase）以FMN为辅基，是呼吸链的组分之一，介于NADH与其它电子传递体之间；琥珀酸脱氢酶，线粒体内的甘油磷酸脱氢酶（丙三醇 磷酸盐 dehydrogenase）的辅基为FAD，它们可直接从作用物转移还原当量（H++e reducing equivalent）到呼吸链，此外脂肪CoA脱氢酶与琥珀酸脱氢酶相似，亦属于FAD为辅基的黄素蛋白类，也能将还原当量从作用物传递进入呼吸链，但中间尚需另一电子传递体称为电子转移黄素蛋白（electron transferring flavo protein，ETFP，辅基为FAD）参与才能完成。