膠原蛋白纖維是一種主要含有膠原蛋白的纖維組合物，是結締組織纖維的一種。
膠原蛋白纖維在三種纖維中分布最廣泛，含量最多，主要存在於動物的皮膚、韌帶、眼角膜、骨骼和肌腱中，占全身蛋白質的30%。新鮮的膠原蛋白纖維呈白色，有光澤，因此在HE染色標本中，膠原蛋白纖維被染成粉紅色，較粗大，直徑在0.5~20um之間，成束分布，排列緊密，並交織成網狀結構。膠原蛋白纖維的化學特性是在酸性溶液中纖維膨脹，可被胃液消化，但不受鹼性胰液影響，在沸水中可水解為白明膠。
此外，膠原蛋白纖維的韌性大，抗拉力強，對皮膚起到很好的調理作用，使皮膚保持結實而有彈性，與彈力纖維合力構成網狀支撐體，提供真皮層安定有力的支撐。