蛋白質是一種生物大分子，基本上是由20種氨基酸以肽鍵連線成肽鏈。肽鍵連線成肽鏈稱為蛋白質的一級結構。不同蛋白質其肽鏈的長度不同，肽鏈中不同氨基酸的組成和排列順序也各不相同。肽鏈在空間捲曲摺疊成為特定的三維空間結構，包括二級結構和三級結構二個主要層次。有的蛋白質由多條肽鏈組成，每條肽鏈稱為亞基，亞基之間又有特定的空間關係，稱為蛋白質的四級結構。所以蛋白質分子有非常特定的複雜的空間結構。一般認為，蛋白質的一級結構決定二級結構，二級結構決定三級結構。 蛋白質的生物學功能在很大程度上取決於其空間結構，蛋白質結構構象多樣性導致了不同的生物學功能。蛋白質結構與功能關係研究是進行蛋白質功能預測及蛋白質設計的基礎。蛋白質分子只有處於它自己特定的三維空間結構情況下，才能獲得它特定的生物活性；三維空間結構稍有破壞，就很可能會導致蛋白質生物活性的降低甚至喪失。因為它們的特定的結構允許它們結合特定的配體分子，例如，血紅蛋白和肌紅蛋白與氧的結合、酶和它的底物分子、激素與受體、以及抗體與抗原等。知道了基因密碼，科學家們可以推演出組成某種蛋白質的氨基酸序列，卻無法繪製蛋白質空間結構。因而，揭示人類每一種蛋白質的空間結構，已成為後基因組時代的制高點，這也就是結構基因組學的基本任務。對於蛋白質空間結構的瞭解，將有助於對蛋白質功能的確定。同時，蛋白質是藥物作用的靶標，聯合運用基因密碼知識和蛋白質結構資訊，藥物設計者可以設計出小分子化合物，抑制與疾病相關的蛋白質，進而達到治療疾病的目的。因此，後基因研究有非常重大的應用價值和廣闊前景。 線性多肽鏈在空間摺疊成特定的三維空間結構，稱為蛋白質的空間結構或構象。蛋白質的空間結構具體包括：二級結構、超二級結構、結構域、三級結構和四級結構。