胶原蛋白具有非抗原性、生物降解性、生物兼容性、生物吸收性、不具毒性、与生物活性物质协同作用、止血、可转化成不同形式、生物降解的可调性等优异的特性，使其在医学上可广为应用，且效果非常好，其中最主要的应用领域是生医材料。所谓生医材料是把材料科学与生物医学结合，研究并制造出用以取代人体器官或组织的器材，现针对下列数项胶原蛋白的应用，略加说明。
以胶原蛋白做为伤口的敷料，可使血液凝固，具有止血功能，未来在此一方面的开发潜力无限。这种伤口敷料，主要是基于胶原蛋白能够与伤口紧密结合，并入新生组织当中，并做为细胞生长时的基质。研究显示，胶原蛋白创伤覆盖材，对伤口的治疗具有下列优点：伤口较清洁、减缓细菌感染现象、减少伤口流脓、增加肉芽组织的形成、愈合的伤口不会产生收缩、协助压力褥疮伤口的愈合，不致产生免疫反应。
胶原蛋白和血小板作用会产生凝血现象，具有止血功能。因此，欲把胶原蛋白植入生物体内时，须先把凝血现象消除。一般认为胶原蛋白经过化学修饰后，便能去除这种凝血现象，如将肝素结合在胶原蛋白表面，即可做为植入生物体内的生医材料之用。
胶原蛋白可以做为一些软组织的替代物，如肌腱、韧带等。不过，至今仍有免疫性现象发生及机械强度差异等问题，有待克服。
骨组织有时因为受伤或肿瘤而造成骨缺陷，可以使用经过修饰的胶原蛋白及氢氧基磷灰石做为填补剂。
在伤口愈合的阶段，胶原蛋白是在皮肤组织修复与重组过程中，发挥协助功能的重要细胞间质。由于纤维细胞会随着结缔组织间质移动，而胶原蛋白纤维可以协助纤维细胞聚集，故可使用胶原蛋白绵做为形成胶原蛋白立体结构的模板，帮助组织的修复。此外，把动物结缔组织中的胶原蛋白成分去除后，处理成溶液状，再经由细孔喷嘴抽成丝，凝固后即得到可被组织吸收的手术缝线。
药物传输系统包括两个机能层面，一为释出的控制，另一为目标导向。药物传输系统由四个单元所组成：药物、药物释出模式（药物贮藏部、释出控制部、能源、释出孔）、覆膜以及治疗程序。其中覆膜是非常重要的部分，因为它与身体组织直接接触，所以适当的材料选择就变得相当重要。胶原蛋白的生物兼容性及可降解性无疑使它成为一种良好的生医材料，目前已应用在多种药物上。
