Bielkoviny delíme najčastejšie na jednoduché a zložené. Jednoduché bielkoviny obsahujú len peptidové reťazce a vytvárajú dve skupiny, skleroproteiny a sferoproteiny. Skleroproteiny majú vláknitú (fibrilárnu) štruktúru, nerozpúšťajú sa vo vode a sú stavebným materiálom organizmov, sferoproteiny sa skladajú z molekúl skôr guľového tvaru (globulárneho) tvaru, sú rozpustné vo vode alebo v roztokoch solí a sú nositeľmi najrôznejších funkcií.
Zložené bielkoviny (skôr nazývané proteidy) obsahujú vo svojich molekulách tzv. prostetickú skupinu, ktorá je zabudovaná do peptidového reťazca a často súvisí s centrom, na ktorom sa v bielkovine odohrávajú dôležité biochemické pochody. Prostetickú skupinou metaloproteinov sú ťažké kovy, lipoproteinov lipidy, nukleoproteinov nukleové kyseliny, glykoproteinov sacharidy, chemoproteinov farbivá a fosfoproteinov kyselina fosforečná.
Väzba heterogénnych komponentov nemusí mať vždy biochemický význam. U enzýmov má však prostetická skupina rovnako ako štruktúra a tvar peptidickej časti dôležitú úlohu.

Skleroproteiny

Fibroin z hodvábu obsahuje veľké množstvo aminokyselín, ktorých uhlíkový reťazec je malý, a to glycin (46%), alanin (30%) a serin (16%). Jeho sekundárnou štruktúrou nie je α-závitnica, ale tzv. štruktúra skladaného listu, pri ktorej dochádza k vytvoreniu vodíkových mostíkov medzi susednými rovnobežne usporiadanými makromolekulami, z ktorých každá zaujíma konformáciu pripomínajúcu harmonikovo zložený kúsok papiera. Fibroin je k enzýmom rovnako ako ostatné skleroproteiny značne stály.
Kolagén sa nachádza v koži, šľachách, chrupavkách a kostiach. Tvorí zhruba 1/3 všetkých živočíšnych bielkovín. S fosforečnanom vápenatým tvorí základ kostry vyšších živočíchov. Starnutie organizmu sa prejavuje okrem iného zmenou štruktúry kolagénu.
Kolagén obsahuje väčšie množstvo glycínu, prolinu a hydroxyprolinu. Jeho molekuly vytvárajú veľmi strmú závitnicu (odlišnú od α-závitnice) a vždy tri také závitnice, pútané k sebe vodíkovými mostíkmi, sa spolu prepletajú na spôsob lana. Vlákna kolagénu vznikajú tak, že sa veľký počet týchto „lán“, vždy k sebe vzájomne o ¼ svojej dĺžky posunutých, priloží k sebe.
Vriacou vodou sa mení kolagén v želatínu, ktorá je vo vode rozpustná a má omnoho menšiu relatívnu molekulovú hmotnosť ako kolagén.
Keratiny sú dvojakého druhu. Zatiaľ čo β-keratiny majú štruktúru skladaného listu, základnou štruktúrou α-keratinu je α-závitnica.