Hình dạng của protein được xác định bởi bốn cấp độ cấu trúc của protein: sơ cấp, thứ cấp, bậc ba và bậc bốn. Các protein chaperon khác có trong tế bào và đảm bảo rằng một loại protein sẽ gấp lại thành hình dạng thích hợp.
Protein được cấu tạo từ các polypeptit, trong đó một chuỗi các axit amin được nối với nhau thông qua các liên kết peptit. Trình tự này được gọi là cấu trúc cơ bản của protein. Cấu trúc chính thường được báo cáo thông qua một hoặc ba chữ cái viết tắt của các axit amin, được liệt kê bắt đầu từ phía đầu cuối N. Cấu trúc bậc hai là một đoạn protein thường xuyên được gấp lại được hình thành thông qua các liên kết hydro giữa các nguyên tử xương sống của các axit amin. Hai loại cấu trúc thứ cấp chính là xoắn alpha và tấm beta. Một chuỗi xoắn alpha chứa 3,6 axit amin trên mỗi vòng xoắn. Axit amin proline không nằm trong một vòng xoắn do cấu trúc cứng nhắc của nó. Các tấm beta chứa các chuỗi liên kết peptit xếp dọc theo nhau. Chúng có thể song song, trong đó cả hai sợi đều căn chỉnh theo hướng hoặc không song song, trong đó mỗi tấm được hướng ngược lại.
Cấu trúc bậc ba là cấu trúc ba chiều của toàn bộ chuỗi peptit. Trong sơ đồ protein, các vòng xoắn alpha thường được hiển thị dưới dạng cuộn và các tấm beta được hiển thị dưới dạng một dải băng phẳng. Cấu trúc bậc ba được duy trì bởi sự tương tác của các chuỗi bên axit amin được xác định bởi các đặc tính của chúng. Cấu trúc bậc bốn có trong protein có chứa nhiều hơn một chuỗi polypeptit, được gọi là miền. Đó là sự sắp xếp không gian của các miền.