生物材料多级结构（hierarchical structure of biomaterials），理学-力学-交叉力学-生物力学-生物材料学力学，生物材料具有的跨越宏观、介观、微观、纳观、分子等多尺度、多层次的分级结构。经历了数亿年的进化历史，在地球上形成了由动物、植物和微生物组成的高度复杂的生物群落和生态系统。经过优胜劣汰与自然选择，各种生物体形成了极其高效的材料合成系统，可以利用组分相对简单的多糖（如纤维素、甲壳素、壳聚糖）、蛋白质（如角蛋白、胶原蛋白、纤维蛋白）、生物矿物质（如硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐）等，在常温、常压自然环境中，采用由下至上的自组装方式，制备出种类繁多、形式多样、性质迥异的生物材料，它们具有复杂而精细的多尺度多级结构以及千差万别的物理、化学、力学与生物学性能，以确保生物体在形态与功能、能量与物质的吸收转化、运动方式与行为、器官感知、信息传递与处理、行为调控、环境适应等各个方面的生物功能。下图所示是骨的多级结构。骨的多级结构多级结构是决定生物材料优异性能的一个关键因素。