Интегральные белки биологических мембран — объекты, пространственная структура которых с большим трудом поддаётся экспериментальному определению. Во многих случаях существует возможность теоретического предсказания строения белковых молекул, используя физические или эмпирические закономерности. В обзоре рассмотрены основные существующие приёмы предсказания пространственной структуры белков с использованием компьютерных алгоритмов; основной акцент сделан на наиболее «сложные» объекты — мембранных белки (МБ). Отдельно описаны идеология “de novo”-предсказаний, основывающаяся на эмпирических физических закономерностях, и подход сопоставительного моделирования (или моделирования на основании гомологии), в котором используется информация о трёхмерном строении родственных белков. В качестве примеров рассмотрены фармакологически важные классы G-белоксопряжённых рецепторов, рецепторных тирозинкиназ и другие МБ. Обсуждаются потенциальные сферы применения моделей белков и существующие подходы к оценке «качества» упаковки полипептидной цепи в моделях.