นอกจากน้ำซึ่งเป็นส่วนประกอบร้อยละ 70 ของมวลเซลล์แล้ว เซลล์ยังประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่เป็นส่วนใหญ่ ส่วนที่ใหญ่ที่สุดของโมเลกุลขนาดใหญ่คือโปรตีน โมเลกุลขนาดใหญ่ของโปรตีนขนาดเฉลี่ยประกอบด้วยโมเลกุลของกรดอะมิโนประมาณ 400 โมเลกุล กรดอะมิโนแต่ละตัวมีสายด้านข้างของอะตอมที่แตกต่างกันซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมของสายด้านข้างของกรดอะมิโนอื่น ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้มีความเฉพาะเจาะจงมาก และทำให้โมเลกุลโปรตีนทั้งหมดพับเป็นรูปทรงกลมขนาดกะทัดรัด ตามทฤษฎีแล้ว เซลล์มนุษย์ โปรตีนเกือบทุกชนิดสามารถก่อตัวขึ้นได้ไม่จำกัด โดยแต่ละชนิดมีลำดับกรดอะมิโนต่างกัน อย่างไรก็ตาม โปรตีนเหล่านี้เกือบทั้งหมดจะล้มเหลวในการพับในลักษณะเฉพาะที่จำเป็นในการสร้างพื้นผิวการทำงานที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ต่อเซลล์ โปรตีนที่มีอยู่ในเซลล์ของสัตว์ปัจจุบันและมนุษย์เป็นผลผลิตจากประวัติศาสตร์วิวัฒนาการอันยาวนาน ซึ่งในระหว่างนั้นโปรตีนจากบรรพบุรุษได้รับการคัดเลือกโดยธรรมชาติสำหรับความสามารถในการพับเป็นรูปแบบสามมิติเฉพาะที่มีพื้นผิวการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีประโยชน์ต่อการอยู่รอดของเซลล์