Łańcuchy boczne reszt aminokwasów hydrofobowych wykazują tendencję do grupowania się, ponieważ nie są zdolne do tworzenia wiązań wodorowych z cząsteczkami wody. Naturalnym środowiskiem, w którym występują białka, jest woda, dlatego większość aminokwasów reaguje z wodą, tworząc wiązania wodorowe. Oddziaływania hydrofobowe pozwalają na ograniczony kontakt łańcuchów bocznych reszt aminokwasów hydrofobowych z wodą, dzięki czemu odgrywają dużą rolę w powstawaniu trzeciorzędowej struktury białek.
Trzeciorzędowa struktura białka to ostateczny kształt przestrzenny cząsteczki białka. Powstaje w wyniku wzajemnych oddziaływań: mostków disiarczkowych, mostków solnych, wiązań wodorowych i oddziaływań hydrofobowych.