ساختار پروتئین، و یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می شود که پروتئین به خود می گیرد. پروتئین دارای چهار ساختار می باشد.

ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته ای از اسیدهای آمینه می باشد گفته می شود. پروتئین ها پلیمرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده اند.
ساختار دوم: به نظم های موضعی گفته می شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می گیرد. ساختار دوم پروتنئین ها خود به چند دسته تقسیم می شود:
آشنایی با ساختارهای پروتئین
مارپیچ آلفا ساده ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین هاست. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راستگرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یکبار تکرار می شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده است.

آشنایی با ساختارهای پروتئین
صفحه های بتا: ساختار صفحه های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین دار می باشد. یکی از تفاوت های مهم صفحه های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند بنابراین صفحه های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین رشته ای که میان گروه های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می شوند، به صفحات بتا پایداری می بخشند و باعث می شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.
ساختار سوم: حالت سه بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می گیرد گفته می شود.
ساختار چهارم: حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر. بیشتر پروتئین ها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش های شیمیایی دارد.