在胶原蛋白中，胶原三螺旋（或称为2型螺旋）是其中的主要二级结构。它是由重复的氨基酸串行Gly-X-Y形成的三股螺旋，其中的X和Y常常是脯氨酸或羟脯氨酸。

胶原蛋白是一个非常庞大的家族，到目前为止，人们已发现26种不同类型的胶原，分别称为Ⅰ型、Ⅱ型，Ⅲ型，Ⅳ型，Ⅴ型……虽然类型不同，但是所有的胶原蛋白在体内都是以胶原原纤维或称胶原纤维的形式存在。胶原原纤维的基本结构单位是原胶原分子，其相对分子质量为2.85×105。是由3条α肽链或α链的多肽亚基缠绕成特有三股螺旋，所以又叫三螺旋胶原蛋白。

蛋白质一级结构通常是由几十到数百个氨基酸组成氨基酸串行。 三螺旋胶原蛋白的一级结构最主要的特征就是氨基酸的重复串行，表现为每3个残基出现一个甘氨酸，多肽串行可以写成：-Gly-Xaa-Yaa-Gly-Xaa-Yaa-Gly-Xaa-Yaa-。其中Xaa和Yaa表示任何其他的氢基酸残基基。然而，对胶原结构的进一步分析表明，Xaa和yaa通常为脯氨酸(Pro)和赖氨酸(Lys)。其中脯氨酸含量约占到12%，羟脯氨酸含量约占到10%。如此高的含量，这是一般动物性蛋白都很少见的。

In collagen, the collagen helix, or type-2 helix, is a major shape in secondary structure. It consists of a triple helix made of the repetitious amino acid sequence glycine - X - Y, where X and Y are frequently proline or hydroxyproline. Each of the three chains is stabilized by the steric repulsion due to the pyrrolidine rings of proline and hydroxyproline residues. The pyrrolidine rings keep out of each other’s way when the polypeptide chain assumes this extended helical form, which is much more open than the tightly coiled form of the alpha helix. The three chains are hydrogen bonded to each other. The hydrogen bond donors are the peptide NH groups of glycine residues. The hydrogen bond acceptors are the CO groups of residues on the other chains. The OH group of hydroxyproline also participates in hydrogen bonding. The rise of the collagen helix (superhelix) is 2.9 Å (0.29 nm) per residue.