Fyra nivåer används vanligen när man diskuterar proteiners arkitektur:

Ø Primärstruktur
Med primärstruktur avses aminosyrasekvensen, dvs hur de sitter ihop.

Ø Sekundärstruktur
Sekundärstruktur innebär det spatiala (utsträckning i rummet) arrangemanget hos aminosyrarester som sitter förhållandesvis nära varandra i den linjära sekvensen av kedjan. Vissa av dessa steriska interaktioner återkommer regelbundet vilket ger upphov till en periodisk struktur. Ex på sekundärstruktur är a-helix och b-sheet.

Ø Tertiärstruktur
Teriärstrukturen innebär, till skillnad från sekundärstrukturen, det spatiala arrangemanget hos aminosyrarester som sitter "långt" ifrån varandra i den linjära sekvensen samt mönstret av sk svavelbryggor i kedjan. Skiljelinjen mellan tertiär- och sekundärstruktur är egentligen en smaksak.

Ø Kvartenärstruktur
Proteiner som består av mer än en polypeptidkedja ger yttterligare en nivå i den strukturella hierarkin - Kvartenärstrukturen. Varje polypeptidkedja i strukturen kallas då för en subenhet (subunit). Kvartenärstrukturen beskriver det spatiala arrangemanget hos subenheterna och naturen hos kontaktytorna dem emellan. Hemoglobin består T.ex. av två a-kedjor och två b-kedjor.

Supersekundärstruktur innefattar kluster (knippen el. klasar) av a och b -kedjor sammansatta på karakteristiska sätt och vanligt förekommande sätt. T.ex refererar man till en bab -enhet vilket innebär att an a-kedja ligger inbäddad mellan två b-kedjor, en vanligt förekommande enhet i proteiner.