細胞外に分泌した多量のコラーゲン線維によって身体を支持する組織であり、いくつかの種類がある。臓器の間質の疎性結合組織は、少量のコラーゲン線維と間質液を含んで、臓器の細胞と毛細血管の間の物質の通路になっている。腱、靱帯（じんたい）、筋膜、真皮のような線維性結合組織は、コラーゲン線維が密集して機械的な強靱さを有し、身体を支持する働きをする。骨の素材である骨組織は、コラーゲンの骨組みの上にカルシウムを沈着させて硬さを作り、また、すみずみまで血管が入り込んで人体を支える大きな骨格構造を作ることができる。軟骨の素材である軟骨組織は、コラーゲンとプロテオグリカンを多量にもち、水分を多量に含んで弾力性をもつことが特徴である。コラーゲンのたんぱく質は30種類以上あるが、そのうち、コラーゲン線維を作るのはI型とIII型である。I型コラーゲンは、グリシン、プロリン、ヒロドキシプロリンという3種類のアミノ酸が繰り返す特徴的なアミノ酸配列をもっている。