Proteinler primer, sekonder, tersiyer ve kuaterner olmak üzere dört farklı yapıda olabilir. Bunlardan ilk üçü tek bir polipeptit zincirinden oluşurken, kuaterner proteinler iki ya da daha fazla polipeptit zincirinin birleşmesiyle oluşurlar.
Primer Yapı: Düz polipeptit zincirlerinden oluşur. Zincirdeki amino asitlerden bir tanesinin değişmesi bile proteinin görev yapamamasına neden olabilir.
Sekonder Yapı: Polipeptit zincirinin sarmal şekilde kıvrılmasıyla oluşur. Sekonder yapıda bulunan hidrojen bağları sarmal yapının oluşmasını sağlar.
Tersiyer Yapı: Tersiyer yapıdaki proteinlerde hidrojen bağları ile beraber disülfid köprüleri (S–S) bulunur. Bu bağlarla beraber protein kendine özgü bir şekil kazanır.
Kuaterner Yapı: Diğer yapılardan farklı olarak iki ya da daha fazla polipeptit molekülünün birleşmesi ile oluşur. Kollojen proteini üç polipeptit zincirinden oluşurken, hemoglobinde dört polipeptit zinciri vardır.