Oqsil strukturasining keyingi bosqichi ikkilamchi strukturasi asos zanjir atomlari orasidagi oʻzaro aloqalar tufayli polipeptid ichida hosil boʻlgan oʻralgan strukturani anglatadi. (Asos zanjir R guruhidan tashqari faqat polipeptid zanjirigagina tegishlidir, yaʼni ikkilamchi strukturada R guruhi atomlari ishtirok etmaydi.) Ikkilamchi strukturaning eng koʻp uchraydigan turlari: α spiral va β qavat hisoblanadi. Har ikkala struktura ham bir aminokislotaning karbonil O i va ikkinchi aminokislotaning H i orasida hosil boʻladigan vodorod bogʻlar shaklida namoyon boʻladi.
Rasmda beta burmali qavati va alfa spirallarida vodorod bogʻlanishi koʻrsatilgan.
α spiralda bir aminokislotaning karbonili (C=O) oʻzidan toʻrtta quyiroqdagi aminokislotaning H (N-H) iga bogʻlanib, vodorod bogʻni hosil qiladi. (Masalan, birinchi aminokislotaning karbonili beshinchi aminokislotaning N-H iga bogʻlanib, vodorod bogʻ hosil qiladi.) Bogʻlanishning ushbu qonuniyatida polipeptid zanjir jingalak tasmaga oʻxshash spiralsimon strukturani hosil qiladi va bunda spiralning har bir qatori 3,6 ta aminokislotani oʻz ichiga oladi. Aminokislotalarning R guruhlari α spiralning tashqi tomonida joylashadi va ular oʻzaro taʼsirlashmaydi^33cubed.