تعیین ساختار دقیق پروتئین با روش‌های آزمایشگاهی به سادگی و در زمانی محدود امکان پذیر نیست. روش‌های محاسباتی زیادی برای حل این مساله در فضاهای دوبعدی و سه بعدی ارائه شده است. تعیین ساختار دوم به معنای تعیین مکان مارپیچ‌های آلفا، صفحات بتا و حلقه‌های روی رشته آمینواسید است. شناسایی ساختار سوم پروتئین بسیار مهم است، چرا که مستقیماً به عملکرد پروتئین مرتبط می‌شود و رفتار سلولی و تمام فعالیت‌هایی که در سلول انجام می‌شود بر عهده پروتئین‌ها است. تعیین ساختار پروتئین اهمیت زیادی در پزشکی، طراحی دارو و زیست‌فناوری دارد.

تغییرات پس از ترجمه پروتئین از مهمترین فرایندها در سازماندهی پروتئین‌های عملکردی است. با استفاده از اطلاعات حاصل از آنالیز داده‌های تجربی و این روش‌های محاسباتی می‌توان این تغییرات را پیش بینی کرد. انواع مختلفی از تغییرات پس از ترجمه شامل فسفریلاسیون، گلیکوزیلاسیون، استیلاسیون و متیلاسیون است که در فرآیندهای زیستی نقش بسیار مهمی دارند.