二硫键是连接不同肽链或同一肽链的不同部分的化学键。它由含硫氨基酸形成，半胱氨酸被氧化成胱氨酸时即形成二硫键，二硫键是比较稳定的共价键，在蛋白质分子中，起着稳定肽链空间结构的作用。它是二硫键数目越多，蛋白质分子对抗外界因素影响的稳定性就愈大。
功能：二硫键与蛋白质高级结构的生物活性有关同时与蛋白质的复性也有关联。如核糖核酸酶A经巯基乙醇（还原剂）和尿素（蛋白质变性剂）处理后，发生变性作用，4对二硫键断裂，多肽链伸展开来，高级结构发生变化，失去生物活性。如果用透析法将大量还原剂和变性剂除去，在微量还原剂存在下，4对二硫键在原来的位置重新形成，伸展开的多肽肽链会自发折叠成天然构象，生物活性得到恢复。此试验也证明蛋白质高级结构的信息存在于一级结构中。