DNA晶体衍射图谱。1951年鲍林结合他在血红蛋白进行的实验研究，以及对肽链和肽平面化学结构的理论研究，提出了α螺旋和β折叠是蛋白质二级结构的基本构建单元的理论。这一理论成为当代生物化学基本理论之一，影响深远。此外，鲍林还提出了酶催化反应的机理、抗原与抗体结构互补性原理以及DNA复制过程中的互补性原理，这些理论在20世纪的生物化学和医学领域都扮演了非常重要的角色。鲍林曾经提出一个磷酸在内侧，含氮硷基在外侧的「DNA三螺旋结构模型」，但是很快的就被指出错误。
社会理念与政治