Viaceré bielkoviny pozostávajú z viac ako jedného polypeptidového reťazca – multimérové proteíny. Jednotlivé oddelené reťazce – proteínové podjednotky – sú navzájom pospájané hydrofóbnymi interakciami, vodíkovými a iónovými väzbami. Ich presné usporiadanie je známe ako kvartérna štruktúra. Špecifické usporiadanie jednotlivých polypeptidových reťazcov spolu vytvára kompletný a funkčný proteín (bielkovinu). Príkladom takýchto proteínov je hemoglobín so 4 a inzulín s 2 polypeptidovými reťazcami. Hemoglobín obsahuje 2 alfa a 2 beta reťazce.

Na obrázku môžete vidieť štruktúru inzulínu (A), ktorý tvoria dve podjednotky, a hemoglobínu (B) tvoreného zo štyroch podjednotiek. Spojenie podjednotiek do jednej spoločnej štruktúry vytvára kvartérnu štruktúru proteínu.