蛋白质的空间结构对于其功能的发挥起着至关重要的作用，主要分为以下几种：

一级结构是蛋白质空间结构的基础，它指的是蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。氨基酸通过肽键依次相连形成多肽链，一级结构中包含的信息决定了蛋白质后续折叠成特定的高级结构。例如胰岛素，其一级结构中氨基酸排列顺序的精确性，是它能够折叠成具有生物活性空间结构的前提。不同的一级结构会使蛋白质具有不同的功能，即使只有一个氨基酸的差异，也可能导致蛋白质功能的显著改变，像镰刀型细胞贫血症就是由于血红蛋白一级结构中一个氨基酸的替换而引发的。

二级结构是指多肽链主链原子局部的空间结构，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。主要有α - 螺旋、β - 折叠、β - 转角和无规卷曲等形式。α - 螺旋是多肽链主链围绕中心轴呈有规律的螺旋式上升，螺旋的走向为顺时针方向，每 3.6 个氨基酸残基螺旋上升一圈。β - 折叠则是由若干条肽链或肽段平行或反平行排列，通过链间的氢键维持其稳定性。β - 转角通常由 4 个氨基酸残基组成，第 1 个氨基酸残基的羰基氧与第 4 个氨基酸残基的氨基氢形成氢键，使多肽链发生 180°的回折。无规卷曲是指没有确定规律性的那部分肽链结构。

三级结构是指整条多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条多肽链所有原子在三维空间的排布位置。蛋白质的三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。稳定三级结构的作用力主要有疏水作用、离子键、氢键和范德华力等。例如肌红蛋白，它是一条多肽链经过多次折叠形成一个球状分子，其内部主要是疏水氨基酸残基，而表面则分布着亲水氨基酸残基，这种结构有利于蛋白质在水溶液中保持稳定。

四级结构是指由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互结合而成的复杂结构。其中每一条具有独立三级结构的多肽链称为亚基。亚基之间通过疏水作用、氢键、离子键等非共价键相互作用，形成特定的