結構域（domain）是位于超二級結構和三級結構間的一個層次。結構域是在蛋白質的三級結構內的獨立折疊單元，通常都是幾個超二級結構單元的組合。在較大的蛋白質分子中，由于多肽鏈上相鄰的超二級結構緊密聯系，進一步折疊形成一個或多個相對獨立的致密三維實體，即結構域。結構域與分子整體以共價鍵相連，一般難以分離，這是它與蛋白質亞基結構的區別。一般每個結構域由100~200個氨基酸殘基組成，各有獨特的空間構象，并承擔不同的生物學功能。如免疫球蛋白（IgG）由12個結構域組成，其中兩個輕鏈上各有2個，兩個重鏈上各有4個；補體結合部位與抗原結合部位處于不同的結構域。一般說，較小蛋白質的短肽鏈如果僅有1個結構域，則此蛋白質的結構域和三級結構即為同一結構層次。較大的蛋白質為多結構域，它們可能是相似的，也可能是完全不同的。
結構域的基本類型有4類：反平行d螺旋結構域（全d結構），平行或混合B折疊結構域（d、p結構）、反平行p折疊結構域（全3結構）和富含金屬或二硫鍵結構域（不規則小蛋白質結構）。