研究膜蛋白結構的技術包括 X 射線衍射、核磁共振波譜、電子顯微鏡、原子力顯微鏡、紅外光譜和圓二色譜等。
其中 X 射線衍射和核磁共振波譜技術是對膜蛋白三維結構進行研究的主要方法。尤其利用固體核磁共振技術可在接近膜蛋白的天然環境的磷脂雙分子層中研究膜蛋白的三維結構信息和動力學特征。