Là sự sắp xếp thích hợp trong không gian của chuỗi polipeptide. Do các nguyên tử cacbon bất đối có thể xoay xung quanh tạo thành các liên kết đồng hóa trị đơn là cho chuỗi polipeptide có nhiều hình thể. Các protein, người ta phát hiện cấu trúc bậc hai ở dạng xoắn α và gấp nếp β. -Cấu trúc gấp nếp α: là cấu trúc có trật tự và rất bền vững. Mỗi vòng xoắn có từ 3 đến 6 gốc acid amin.Xoắn ốc này được giữ chặt bởi liên kế hydro. Các liên kết này song song với trục xoắn ốc và nối nhóm –NH của liên kết peptide này với nhóm -CO của liên kết peptide thứ 3 kề nó. Cứ mỗi nhóm –CONH- tạo được 2 liên kết hydro với 2 nhóm -CONH- khác. Xoắn α có trong mọi protein. -Cấu trúc gấp nếp β: là cấu trúc có hình chữ I.Xoắn α có thể chuyển thành cấu trúc gấp nếp β khi tăng nhiệt độ.Các mạch sẽ duỗi ra và liên kết với nhau bằng liên kết phân tử tạo thành cấu trúc gấp nếp. Cấu trúc bậc trúc bậc 2 có trong protein dạng sợi.