用最先进的光学显微镜也因为太小而无法进行观测。因此结构生物学家发展了各种方法来研究生物大分子的结构。目前用于研究生物大分子三维结构常用的实验手段包括：所有的这些研究方法都有其优点和缺陷，不同的研究对象需要采用不同的方法。如核磁共振光谱学比较适合研究小分子量（通常小于20kDa）的蛋白和蛋白相互作用位点的信息，而电子显微学比较适合研究超大分子量蛋白复合物（通常远大于100kDa）甚至亚细胞器的结构；因此往往需要通过结合不同的方法来互补。在过去的几年中高度精确的物理分子模型已经成为可能，以补充在生物结构的