Białka są polimerami reszt aminokwasowych. Są wszechstronne i odpowiedzialne za różne funkcje komórkowe, w tym replikację DNA, transport molekularny, katalizę i wsparcie strukturalne. Białka mają strukturę hierarchiczną obejmującą co najmniej trzy poziomy organizacji: strukturę pierwszorzędową, drugorzędową i trzeciorzędową. Niektóre duże białka mają strukturę czwartorzędową, w której poszczególne podjednostki białkowe są ze sobą połączone.

Podstawową strukturą białka jest jego sekwencja aminokwasowa. Aminokwasy są połączone wiązaniami peptydowymi, tworząc łańcuch polipeptydowy z dwoma końcami: końcem aminowym (N-końcem) i końcem karboksylowym (C-końcem). Sekwencja aminokwasów decyduje o końcowej sfałdowanej formie białka. Dwadzieścia różnych aminokwasów jest ułożonych w różnych sekwencjach, tworząc różnorodne polipeptydy.

Struktura drugorzędowa odnosi się do lokalnie pofałdowanych regionów łańcuchów aminokwasowych, które są stabilizowane wiązaniami wodorowymi. Istnieją dwa rodzaje struktur drugorzędowych: alfa-helisy i prześcieradła beta-plisowane. Te drugorzędne elementy konstrukcyjne są połączone prostymi pętlami.

W miarę dalszego gromadzenia się struktur drugorzędowych generowana jest ostateczna sfałdowana forma białka. Taka trójwymiarowa lub trzeciorzędowa struktura białka jest stabilizowana przez oddziaływania między łańcuchami bocznymi aminokwasów. Wiązania wodorowe, siły elektrostatyczne, wiązania dwusiarczkowe i siły Vandera Waalsa stabilizują sfałdowaną formę, która często jest natywnym lub funkcjonalnym stanem białka.

Kiedy dwa lub więcej pofałdowanych łańcuchów polipeptydowych zwanych podjednostkami białkowymi tworzy kompleks, powstaje czwartorzędowa struktura białkowa.