โปรตีนอาจเปลี่ยนไปมาระหว่างโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกันหลายอย่างในขณะที่พวกมันทำหน้าที่ของมัน ในบริบทของการจัดเรียงตามหน้าที่เหล่านี้ โครงสร้างระดับตติยภูมิหรือสี่ส่วนเหล่านี้มักจะเรียกว่า โครงร่าง และการเปลี่ยนระหว่างโครงสร้างเหล่านี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้าง การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวมักเกิดจากการจับ โมเลกุลของ สารตั้งต้น กับตำแหน่งที่แอค ทีฟของเอนไซม์หรือบริเวณทางกายภาพของโปรตีนที่มีส่วนร่วมในการเร่งปฏิกิริยาทางเคมี ในสารละลายโปรตีนยังมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผ่านการสั่นสะเทือนจากความร้อนและการชนกับโมเลกุลอื่นๆพื้นผิวโมเลกุลของโปรตีนหลายชนิดแสดงขนาดเปรียบเทียบ จากซ้ายไปขวาคือ: อิมมูโนโกลบูลิน G (IgG, แอนติบอดี ), ฮีโมโกลบิน , อินซูลิน (ฮอร์โมน), adenylate kinase (เอนไซม์) และกลูตามีนซินที เทส (เอนไซม์)โปรตีนสามารถแบ่งอย่างไม่เป็นทางการออกเป็นสามประเภทหลัก ซึ่งสัมพันธ์กับโครงสร้างระดับตติยภูมิโดยทั่วไป ได้แก่โปรตีนทรงกลม โปรตีนเส้นใยและโปรตีนเมมเบรน โปรตีนทรงกลมเกือบทั้งหมดละลายน้ำได้และหลายชนิดเป็นเอนไซม์ โปรตีน เส้นใยมักมีโครงสร้าง เช่นคอลลาเจนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน หรือเคราตินซึ่งเป็นส่วนประกอบโปรตีนของเส้นผมและเล็บ โปรตีนเมมเบรนมักทำหน้าที่เป็นตัวรับหรือให้ช่องทางสำหรับโมเลกุลที่มีขั้วหรือมีประจุเพื่อผ่าน เยื่อ หุ้มเซลล์กรณีพิเศษของพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลภายในโปรตีน ซึ่งป้องกันได้ไม่ดีจากการโจมตีของน้ำ และด้วยเหตุนี้จึงส่งเสริมการคายน้ำ ของพวกมันเอง เรียกว่าดีไฮโดรรอน