生物化学
氨基酸是形成蛋白质的基本元件。每一种氨基酸都含有氨基端（-NH）和羧基端（-COOH），属于两性（可既带正电又带负电，即带有酸性又带有碱性）分子；其碳α原子上连接着侧链，而氨基端、羧基端和碳α原子则被称为主链（在蛋白质和多肽中）。氨基酸的特点主要由其侧链的化学性质的不同来表现。根据侧链化学性质的不同，氨基酸可以被分为带电氨基酸（如精氨酸、谷氨酸）、极性氨基酸（如丝氨酸）、非极性氨基酸（如苯丙氨酸）等。
蛋白质结构
在专门存储蛋白质和核酸分子结构的蛋白质数据库中，接近90%的蛋白质结构是用X射线晶体学的方法测定的。X射线晶体学可以-{zh-hans:通过;zh-tw:藉由}-测定蛋白质分子在晶体中电子密度的空间分布，在一定分辨率下解析蛋白质中所有原子的三维坐标。大约9%的已知蛋白质结构是-{zh-hans:通过;zh-tw:經由}-核磁共振技术测定。该技术还可用于测定蛋白质的二级结构。蛋白质二级结构的组成可以-{zh-hans:通过;zh-tw:透過}-圆二色性测定。振动光谱法也可用于表征肽，多肽和蛋白质的构象 。已成为研究不能用其他方法研究的柔性肽和蛋白质的结构的有价值的方法。低温电子显微镜(Cryo-electron microscopy)是近年来兴起的一种获得低分辨率（低于5埃）蛋白质结构的方法，该方法最大的优点是适用于大型蛋白质复合物（如病毒外壳蛋白、核糖体和類澱粉蛋白纤维）的结构测定；并且在一些情况下也可获得较高分辨率的结构，如具有高对称性的病毒外壳和膜蛋白二维晶体。