Denatürasyon olayında, proteinlerin üç boyutlu yapıları bozulabilir ve yapısında bir değişiklik olabilir. Bu durum genellikle aşırı sıcaklık, pH değişiklikleri veya kimyasal maddeler gibi dış etkenlerden kaynaklanır. Örneğin, bir enzim normalde üç boyutlu bir yapıya sahipken denatürasyon sonucu bu yapı bozulabilir ve enzim daha basit, iki boyutlu bir yapıya bürünebilir. Bu durum genellikle enzimin fonksiyonunu kaybetmesine veya azalmasına neden olabilir.

Proteinler genel olarak amino asit monomerlerinden oluşan polimerlerdir ve karmaşık yapılara sahiptirler. Proteinlerin yapılarında karbon, hidrojen, azot ve oksijen bulunur. Ayrıca bazı proteinler kükürt gibi ek elementleri de içerebilir. Bu temel elementlerin kombinasyonu, proteinlerin çeşitli yapısal özelliklerini belirler.

Proteinlerin yapısında dört temel düzey bulunur: birincil yapı, ikincil yapı, üçüncül yapı (Tersiyer) ve dördüncül yapı (Kuarterner). Birincil yapı, amino asitlerin peptit bağlarıyla bir araya gelerek oluşturduğu polipeptit zincirini ifade eder. İkincil yapı, bu polipeptit zincirinin belirli düzenlemeleriyle oluşan tekrarlanan kıvrım veya katlanmalardır. Üçüncül yapı, proteinin ikincil yapısının daha karmaşık hale gelmesiyle ortaya çıkar ve genel konformasyonunu etkiler. Dördüncül yapı ise birden fazla polipeptit zincirinin bir araya gelerek kompleks yapıları oluşturduğu düzeydir.

Proteinlerin yapısal düzeyleri arasında bu şekilde bir hiyerarşi bulunmaktadır ve her düzey proteinin işlevini belirlerken aynı zamanda onun katlanma ve stabilitesini etkiler. Bu yapısal düzeyler, protein moleküllerinin doğru şekilde katlanarak biyolojik fonksiyonlarını yerine getirebilmesini sağlar.