البنية الجزيئية الحيوية هي الأشكال التي تتخذها جزيئات البروتين والحمض النووي والحمض الريبي النووي خلال تخليقها وأدائها داخل الخلية، وتمتد من ترتيب الذرات في البنية الأولية إلى تنظيم النطاقات والبنى الثانوية والثالثية والرابعية؛ وتلعب الروابط الهيدروجينية دورًا محوريًا في تكوين البنى الثانوية، ومصطلحات المستويات الأربع وُضعت في ١٩٥١.