蛋白質的結構可以從一級到四級逐級複雜，具體如下：
一級結構。是蛋白質的基本結構，涉及氨基酸通過肽鍵連接形成的線性序列。這種線性排列順序是蛋白質一級結構的核心。
二級結構。是在一級結構的基礎上形成的，涉及多肽鏈局部區域的特定摺疊方式。二級結構主要通過肽鏈上的氫鍵維持，常見的有α-螺旋和β-摺疊。
三級結構。是在二級結構的基礎上進一步形成的，涉及多肽鏈的全局摺疊方式，形成特定的三維構象。三級結構由氨基酸側鏈之間的相互作用、氫鍵、範德華力、鹽鍵等次級鍵維持。
四級結構。適用於多亞基蛋白質，涉及多箇具有三級結構的多肽鏈（亞基）之間的聚合。這些亞基通過非共價鍵相互作用，形成具有特定功能的三維結構。
蛋白質的空間結構使其能夠執行各種生物學功能，從酶的催化作用到抗體的免疫反應。