蛋白質動力學的研究最直接地涉及這些狀態之間的轉換，但也可能涉及狀態本身的性質和平衡種群。可以分別在“能源格局”范式中從概念上綜合考慮這兩種觀點（分別是動力學和熱力學）：人口稠密的狀態，它們之間的躍遷動力學可以通過能量井的深度和能量壘的高度來描述。

蛋白質結構的某些部分經常偏離平衡狀態。一些這樣的偏移是諧波，例如化學鍵和鍵角的隨機波動。其它的是非諧，例如單獨的分立能量最小值，或之間跳轉側鏈旋轉異構體。

局部柔韌性的證據通常是從NMR光譜學獲得的。可以使用隨機線圈指數檢測蛋白質的柔性和潛在無序區域。折疊后的蛋白質的柔韌性可以通過分析蛋白質中各個原子的自旋弛豫來確定。在X射線晶體學產生的非常高分辨率的電子密度圖中也可以觀察到靈活性，特別是在室溫而不是傳統的低溫（通常接近100 K）下收集衍射數據時。可以使用太赫茲頻域中的拉曼光譜和光學克爾效應光譜獲得有關頻率分布和局部蛋白質柔韌性動態的信息。

蛋白質結構中許多殘基在空間上緊密相鄰。這對于大多數在一級序列中連續的殘基是正確的，但是對于許多在末端序列中卻在最終折疊結構中接觸的殘基也是如此。由于這種鄰近性，這些殘基的能量分布基于各種生物物理現象（例如氫鍵、離子鍵和范德華相互作用）而耦合。因此，針對這些殘基組的狀態之間的轉變變得相關。

對于表面暴露的環來說，這可能是最明顯的，這些環經常共同移動以在不同的晶體結構中采用不同的構象。然而，偶合的構象異質性有時在二級結構中也很明顯。例如，連續殘基和一級序列中偏移4的殘基經常以α螺旋相互作用。同樣，在一級序列中偏移2的殘基將它們的側鏈指向β折疊的同一面，并且距離足夠近以進行空間相互作用，同一β折疊的相鄰鏈上的殘基也是如此。

當這些偶聯的殘基形成連接蛋白質功能上重要部分的途徑時，它們可能參與變構信號。例如，當一個氧分子與血紅蛋白四聚體的一個亞基結合時，該信息會變構地傳播到其他三個亞基，從而增強它們對氧的親和力。在這種情況下，血紅蛋白的耦合柔韌性允許協同的氧結合，這在生理上是有用的，因為它允許在肺組織中快速加載氧氣，在缺氧的組織中快速卸載氧氣。

有證據表明，蛋白質動力學對于功能至關重要，例如DHFR中的酶催化作用，但它們也被認為有利于通過分子進化獲得新功能。該論點表明蛋白質已經進化為具有穩定的，大多為獨特的折疊結構，但是不可避免的殘留柔韌性導致一定程度的功能混雜，其可以通過隨后的突變進行擴增/利用/轉移。

然而，人們越來越意識到固有的非結構化蛋白質在真核生物基因組中非常普遍，進一步質疑了對安芬森教條的最簡單解釋：“序列決定結構（單一）”。實際上，新范式的特征是增加了兩個警告：“序列和細胞環境決定了結構整體”。