在细胞中，蛋白质通过其特定的氨基酸序列折叠成特定的三维结构。这种折叠过程受到多种因素的影响，包括蛋白质的氨基酸组成、周围环境（如溶液的pH值、离子浓度等）以及蛋白质之间的相互作用。
蛋白质的三维结构可以分为几个层次：一级结构是蛋白质的氨基酸序列；二级结构是指蛋白质在局部范围内的结构，通常是由α-螺旋和β-折叠等二级结构单元组成的；三级结构是指蛋白质整个分子在二维平面上的整体结构；四级结构是指蛋白质与其他蛋白质或核酸分子结合后形成的复合物的结构。
蛋白质的空间结构对于其功能具有至关重要的作用。例如，酶需要特定的空间结构才能识别并结合底物，从而进行催化反应；受体需要特定的空间结构才能识别并结合配体，从而触发细胞内的信号传导途径。
蛋白质的空间结构可以通过X射线晶体学、核磁共振光谱学和冷冻电镜等技术进行研究。这些技术可以帮助科学家解析蛋白质的三维结构，从而了解其功能和相互作用。