Rekkefølgen av aminosyrer i en proteinkjede. Hver proteinkjede beskrives som et ord, og alfabetet er de 20 aminosyrene. Den første bokstaven i ordet er den aminosyren som er på den N-terminale enden av kjeden. Primærstrukturen sier ingenting direkte om den fysiske strukturen til proteinet, men kan likevel si noe om funksjonen og hvilke sekundærstrukturer proteinkjeden kan ha. I bioinformatikk brukes ofte primærstruktur for å sammenligne proteiner i ulike organismer, eller for å finne lignende proteiner i ulike organismer.