蛋白质结构
蛋白质结构是指蛋白质分子的空间结构。作为一类重要的生物大分子，蛋白质主要由碳、氢、氧、氮、硫等化学元素组成。所有蛋白质都是由20种不同的L型α氨基酸连接形成的多聚体，在形成蛋白质后，这些氨基酸又被称为残基。蛋白质和多肽之间的界限并不是很清晰，有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为，若残基数少于40，就称之为多肽或肽。要发挥生物学功能，蛋白质需要正确折叠为一个特定构型，主要是-{zh-hans:通过;zh-tw:透過}-大量的非共价相互作用（如氢键、离子键、范德华力和疏水作用）来实现；此外，在一些蛋白质（特别是分泌性蛋白质）折叠中，二硫键也起到关键作用。为了从分子水平上了解蛋白质的作用机制，常常需要测定蛋白质的三维结构。由研究蛋白质结构而发展起来了结构生物学，采用了包括X射线晶体学、核磁共振以及冷冻电镜（cryo-EM）等技术来解析蛋白质结构。
生物分子
有时在蛋白质中观察到修饰的氨基酸;这通常是翻译后酶促修饰（蛋白质合成）的结果。例如，激酶对丝氨酸的磷酸化和磷酸酶的去磷酸化是细胞周期中的重要控制机制。在某些生物体中，已知只有两种不同于标准二十种的氨基酸在翻译过程中被掺入蛋白质中：除了用于蛋白质合成的那些之外，其他生物学上重要的氨基酸包括肉毒碱（用于细胞内的脂类转运），鸟氨酸，GABA，和牛磺酸。