蛋白质是影响猫咪生长的主要饮食成分。幼龄猫基本以每天11g的速度增重，大量的蛋白质摄入能加快幼龄猫的增重速度，并且幼龄猫需要蛋白质来维持组织（氮的损失）和组织生长（氮的保留）；而成年猫需要蛋白质来补充毛发、皮肤、消化酶以及氨基酸分解或分解代谢的损失。氨基酸是蛋白质的结构成分，参与多种功能，包括葡萄糖合成和糖异生，它也提供一定的能量，必需氨基酸(EAAs)是猫咪无法合成的氨基酸。可有可无的氨基酸是那些从饮食中被省略时也不会引起食欲抑制和体重减轻，也不会阻止体重增加的氨基酸。
除了糖猫还能尝出它们吃的东西的味道，对一些味道做出积极的反应，而对另一些味道做出消极或完全不反应。猫已经适应了高动物肉的饮食，这使得它们的代谢范围受到限制，无法以各种蛋白质含量的食物为生。它们极度食肉的证据始于面部神经的味蕾，它们对氨基酸非常敏感。它们对脯氨酸、半胱氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、组氨酸和丙氨酸有积极的反应，被色氨酸、异亮氨酸、精氨酸和苯丙氨酸所抑制，一般对碳水化合物单糖和双糖没有反应。单磷酸核苷酸在腐烂的肉类中积累，它们也抑制了猫的氨基酸受体，这可能使它们能够区分食物的质量。
除了这些适应性之外，猫对高蛋白的大部分需求是基于组织维持，而不是生长，并最终从有限的能力来调节氨基酸代谢的分解代谢酶。这些是用于代谢可有可无的氮的转氨酶和尿素循环酶。高蛋白饮食能使肝脏中的氮分解代谢酶有效地发挥作用，仅这一点就不允许猫的饮食中的蛋白质在多大程度上下降，即使在猫吃低蛋白食物时，强制性的氮流失也是很高的，因此无论喂食高蛋白还是低蛋白的食物，猫都不能保持氨基酸，这种情况可以追溯到遇到氨基转移酶变化时的刚性抵抗。与这种模式相一致，猫在饥饿期间的氮损失超过了杂食动物。蛋白质分解代谢所产生的尿素量随饲粮蛋白质的增加而增加。大部分被猫排出体外，导致一小部分被循环到肠道中进行合成代谢功能。当猫被喂食适量的蛋白质或含有高蛋白的饲料时，这种模式变化不大。
一般认为，缺乏酶的适应能力会使猫处于分解代谢的快车道上，肝脏的酶会永久性地调节以代谢高浓度的蛋白质，这意味着加速基本上是不变的，不能平稳地适应较低水平的蛋白质。用低蛋白饮食喂养猫，它仍然会快速地失去氮，这在一定程度上解释了为什么肥胖的猫在食用低蛋白饮食时比肥胖的狗、老鼠、猪和人更容易减肥。实际上，猫需要大量的蛋白质来继续排泄高浓度的氮，这与它们的蛋白质状态无关，而它们对蛋白质的高需求实际上是可控性氮的需求。
其他一些研究表明猫在调节蛋白代谢方面具有灵活性。抑制蛋白质的溶酶体降解可能是被迫食用低蛋白饮食的猫的氮保存的一个重要手段。没有对肝脏酶的严格控制，猫如何调节高蛋白摄入的影响？更具体地说，是什么机制使血浆中的氨基酸和氮浓度分别保持在微摩尔和毫摩尔水平？随着蛋白质水平的增加而增加氨基酸降解的速度，这自然会影响全身的氮循环。除了精氨酸外，猫的EAA对生长的要求不是非常高，但是组织维持所需的量是其他的东西，并且猫的酶系统比以前认为的更灵活。
在EAAs中，天冬酰胺是新生断奶小猫最大限度生长所必需的，但仅为几周的需求。猫不能合成精氨酸，特别是小猫无法获得足够的饮食精氨酸。在流浪猫中，精氨酸缺乏是极其罕见的，但是对于任何年龄的猫来说，快速死亡是完全没有精氨酸的结果。
猫的蛋氨酸需求量中，胱氨酸占35%。而过量的膳食亮氨酸会抑制生长，通过添加异亮氨酸和缬氨酸可以逆转这种情况。然而，在日粮中加入过量的亮氨酸并不能抑制猫的食欲，而且猫对大量的膳食支链氨基酸也不是特别敏感。对于猫，我们还必须在EAAs中包括牛磺酸，它可以预防猫的中央视网膜变性和心肌衰竭，尽管它有一定的保护能力，但是也会抵抗耗竭。
在哺乳动物中，牛磺酸是一种只对猫或人类婴儿有效的EAA，它作为胆汁酸的结合物在猫体内发挥作用，但它在动物组织中的存在意味着，如果饮食是肉食性的，而且蛋白质来源不完全是酪蛋白，那么短缺就不是问题。超过一半的成年猫对牛磺酸的需求从未进入代谢系统，而是被肠道微生物降解的牛磺酸所取代。当猫的食物中的牛磺酸供应不足时，会通过甘氨酸结合来保护牛磺酸。猫必须使用另一种途径，牛磺酸是半胱氨酸的代谢物。从半胱氨酸合成是低效的，然而，使外源性来源是必要的。在自然条件下，猫利用半胱氨酸分解代谢产生丙酮酸，可被氧化用作能量。当饮食中的牛磺酸被直接摄入时，通过这些途径获得的好处就消失了——产生的任何量都会随尿液排出，其势能值就会损失。作为小型动物的捕食者，猫通常会吃掉它们的猎物的整个身体，摄取一系列组织，这些组织的成分各不相同，通常能满足牛磺酸的需求，这样做可以避免任何合成的需要。
猫在禁食一晚后摄入的氨基酸很快被脱氨基以提供能量。氨作为脱氨的最终产物，不需要释放氮来合成必需的氨基酸，而是被不断地转入尿素循环。数小时不进食，即使只是一晚也会耗尽血浆精氨酸和其他对贫血症和尿素循环至关重要的中间化合物。如果猫不是猫，而是其他哺乳动物，氨会像往常一样转化为尿素，但一个晚上不吃东西会导致血液中的氨基酸水平下降，尤其是精氨酸。当猫摄入一顿含有所有必需氨基酸的食物时，精氨酸对尿素循环有一种贫血的影响，并使去氨基氨基酸中的氨得到正常的处理，但是几个小时的禁食耗尽了肝脏中剩余的精氨酸。在几个小时不摄入精氨酸的极端条件下，其结果是氨清除减少，迫使其滞留。在这种情况下，猫的体重会迅速下降。脱氨不会导致其他哺乳动物(包括人类)氨含量的增加，因为它们有能力合成中间化合物，将其注入尿素循环，因此，高氨血症是猫精氨酸极度缺乏的顶点。它的一些临床症状是过度流涎、神经功能障碍、呕吐、伸出爪子和四肢、感觉过敏、共济失调、高血糖、昏迷和死亡。
猫以挑剔和拒绝太粉状或有不寻常纹理的食物而著称，非洲野猫祖先的适口性可能在其对猎物的偏好中发挥作用，但前提是猎物在被捕获时能与其味觉相联系。鼩鼱是食虫动物，可能比其他小型哺乳动物更难吃，因为它们并不能阻止家猫捕捉并杀死鼩鼱，然后不吃掉它们，这种行为表明味觉和捕食之间的联系很弱，这可能是驯化的结果，尽管它可能只是一种捕食冲动的释放。家庭饲养中烹饪对生肉的蛋白质组成没有显著影响，然而，在巴氏灭菌过程中对罐装猫粮进行热处理会降低所有氨基酸的消化率，尤其是在高温下，当氨基酸在蛋白质内部和蛋白质之间交联时，可能会导致酶的渗透中断或减弱。
