يعتبر هذا الفرع ذو أهمية بالغة لعلماء الأحياء لأن تلك الجزيئات الضخمة تُنفّذ معظم وظائف الخلايا، وتكون قادرة على أداء هذه الوظائف فقط عندما تلتف بطريقة معقدة ودقيقة لتشكل أشكال ثلاثية الأبعاد في غاية الدقة.
الجزيئات الحيوية تكون صغيرة جداً لكي تُرى بشكل مفصل ودقيق حتى بواسطة أحدث أنواع المجاهر الضوئية وأكثرها تقدماً. الطرق التي يستخدمها علماء الأحياء لتحديد بنية تلك الجزيئات تتضمن:
في معظم الأحيان يستخدم الباحثون تلك الطرق لدراسة "الحالة الواطنة" للجزيئات الضخمة. ولكن قد تُستخدم أيضاً لمشاهدة البروتين الوليد(أي الناشئ حديثاً nascent) أوالمُفسَد.
طالع مقالة تطوي البروتين.
المنهج الثالث الذي ينتهجه علماء الأحياء لفهم البنية هو المعلوماتية الحيوية لكي ينظروا إلى الطرق— من بين التسلسلات المتنوعة— التي تعطي تلك الأشكل المحددة.