Les Proteaceae sont une famille majeure de l'hesmisphère sud, qui ont deux centres de diversité principaux : l'Australie et l'Afrique du sud. Un nombre plus restreint d'espèces se trouve à Madagascar, en Asie tropicale, en Amérique latine, du Mexique jusqu'au Chili, et dans les îles de l'océan Pacifique : Nouvelle-Z2lande, Nouvelle-Calédonie, Fidji, etc. A elle seule, l'Australie rassemble 60% des genres 65% des espèces de la famille.

Les Proteaceae apportent plusieurs exemples de liens entre les flores du sud de l'Amérique, du sud de l'Afrique et d'Australasie. Le genre Gevuina par exemple a une espèce originaire du Chili et deux autres du Queensland et de Nouvelle-Guinée. Beaucoup d'espèces peuvent vivre dans des conditions proches de la sécheresse, mais quelques espèces ancestrales vivent en foret humide. 

La famille regroupe des arbres et arbustes persistants ou caducs, parfois munis d'un tubercule ligneux. Les plantes herbacées vivaces et subligneuses sont très rares (quelques Stirlingia). Les rameaux sont frequemment pubescents, avec des poils courts et tricellulaires, parfois glanduleux. On rencontre parfois des faisceaux de racines latérales caractéristiques de la famille. Les feuilles sont alternes, plus rarement opposées ou subverticillées, simples, pinnatifides, pennées ou bipennées, rarement palmatifides ou perfoliées (Synaphea),, généralement coriaces, et exstipulées. Le limbe présente des marges entières ou diversement lobées ou dentées.

Les inflorescences simples ou composées, axillaires ou terminales, qui sont des racèmes ou des panicules, ou des formes condensées de ces types, donnant parfois des faux capitules entourés d'un verticille de bractées. Ces inflorescences sont souvent très denses : chez Banskia, par exemple, on peut compter jusqu'à 1000 fleurs dans une inflorescence.

Les fleurs sont généralement protandres, et sont pollinisées par les insectes ou les oiseaux. Elles sont zygomorphes, ou plus rarement actinomorphes, bisexuées ou parfois unisexuées, et dans ce cas il y a dioecie. Elles sont généralement solitaires ou géminées à l'aisselle des bractées, même si ces dernières peuvent manquer. Le périanthe se compose de 4 sépales libres ou diversement connés, valvaires, aux extremités souvent réfléchies. Ils sont égaux ou non, et dans ce cas, le calice peut être bilabié. Il y a aussi 2-4 écailles alternant avec les lobes du périanthe ; ces écailles sont considérées par certains botanistes comme des pétales. Il y a 4 étamines opposisépales, aux filets plus ou moins adnés aux sépales, rarement libres, et souvent seule l'anthère est libre et visible, le filet soudé n'étant pas visible. Toutes sont généralement fertiles, mais on trouve des staminodes chez quelques genres (Persoona, Petrophile).. Les anthères sont parfois cohérentes ou conniventes, plus ou moins basifixes, à dehiscence longitudinale, introrse ou plus exceptionellement latrorse. L'ovaire, parfois pédonculé, est supère et uniloculaire, avec 1 carpelle et avec 1 ou plusieurs ovules orthotropes, amphitropes ou anatropes. La placentation est marginale ou plus rarement apicale. Le style est long et terminal, et le stigmate est papilleux.

Le fruit est un follicule, une drupe, un achène ou une nucule. Parfois, ils sont coalescents, et enchassés dans un cône ligneux venant de l'inflorescence. Ils sont parfois très longévifs, et chez certaines espèces adaptées aux feux saisonniers, seules les flammes provoquent leur dehiscence. Les graines sont exalbuminées, sauf chez Bellendina, et fréquemment ailées. L'embryon est droit.

Les Proteaceae sont isolées d'un point de vue taxonomique, et leurs liens sont incertains. elles sont probablement proches des Elaeagnaceae par des caractères communs tels quelques fleurs perigynes, les pétales réduits ou disparus, et la présence d'un carpelle unique.

On distingue habituellement plusieurs sous familles.

Les Persoonioideae sont des arbres et arbustes à grand majorité australiens, aux fleurs actinomorphes ou zygomorphes, avec 1-2 ovules orthotropes et des fruits étant des drupes ou des follicules.
Les Bellendenoideae ne renferment qu'un seul genre australien, et sont des sous arbrisseaux aux fleurs actinomorphes, avec 2 ovules orthotropes, et donnant des fruits indéhiscents et ailés.
Les Eidotheoideae, monnogénériques, sont arbres des forêts tropicales humides du Queensland australien, aux fleurs actinomorphes et unisexuées, avec un ovule orthotrope, et donnant des nucules.
Les Proteoideae sont majoritairement des arbustes sclérophylles aux fleurs actinomorphes ou zygomorphes, bisexuées ou unisexuées, et dont les fruits sont des nucules ou des achènes, très rarement des drupes. C'est une sous famille dont la distribution épouse celle de la famille entière.
Les Sphalmioideae et les Carnarvonioideae, monogénériques, sont des arbres des forêts tropicales humides du nord-est de l'Australie, aux fleurs actinomorphes et unisexuées, et des fruits folliculaires.
Enfin, les Grevilleoideae regroupent une trentaine de genres, et dont l'aire de répartition correspond à celle de la famille entière. Les fleurs, actinomorphes ou zygomorphes, avec au moins 2 ovules et des fruits folliculaires.

Quelques espèces, dont Grevillea robusta, Protea cynaroides, P. neriifolia, P. stokoei, P. grandiceps, P. barbigera, Embothrium coccineum et Hakea laurina, sont des plantes ornementales cultivées en climat tropical, subtropical et tempéré. Gevuina avellana, le noisettier du Chili, et Macadamia integrifolia, le noyer du Queensland, ont des graines comestibles. Certaines espèces de Grevillea fournissent un bois de qualité.