Prediksi struktur protein adalah kesimpulan dari tiga struktur protein dari perubahan asam aminonya —yaitu: prediksi lipatannya, struktur kedua atau sekunder dan struktur ketiga atau tersier dari struktur primer protein. Prediksi struktur ini pada dasarnya berbeda dengan desain protein terbalik.
Prediksi struktur protein adalah salah satu tujuan paling penting dalam bioinformatika dan kimia teoretis serta sangat penting dalam kedokteran (misalnya, dalam desain obat) juga dalam bidang bioteknologi (misalnya, dalam desain novel enzim). Setiap dua tahun, kinerja metode saat ini dinilai dan diuji oleh Critical Assessment of protein Structure Prediction (CASP). Evaluasi berkelanjutan dari server web prediksi struktur protein dilakukan oleh proyek komunitas CAMEO3D.
Setiap kelompok sisi asam amino memiliki volume terbatas untuk ditempati dan sejumlah kemungkinan interaksi dengan rantai samping terdekat lainnya, kondisi ini harus diperhitungkan dalam pemodelan dan penyelarasan molekuler.
