蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。

蛋白质分子中氨基酸之间以肽键（-CO-NH-）方式相连。肽键是由一个氨基酸的α-羧基与相邻的另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的共价键。

肽键中C-N键虽然是单键，但具有部分双键的性质，所以这个键是不能转动的。因此，肽键中的碳及其连接的氧原子，氮及其连接的氢原子和两边相邻的两个α-碳原子都处于一个平面上，该平面称为肽平面。

氨基酸通过肽键连结起来的化合物称为肽。由两个氨基酸组成的肽叫二肽，由三个氨基酸形成的肽叫三肽，由多个氨基酸形成的肽叫多肽或多肽链。

肽链中的每个氨基酸部分由于参与肽键的形成，已不是完整的氨基酸分子，故称氨基酸残基。多肽链中由肽键连成的长链，称为多肽骨架或主链；各氨基酸残基的R基团部分，统称为侧链。

在一条多肽链中含有自由α-氨基的一端称为N-末端，而含有自由α-羧基的一端称为C-末端。在书写蛋白质或多肽链结构时，通常把N-末端写在结构的最左端，C-末端写在最右端。

例如人胰岛素的一级结构是两条多肽链以二硫键相连而成。A链含21个氨基酸残基，B链含30个氨基酸残基。