雖然非組蛋白種類眾多，但是根據它們與DNA結合的結構域不同，可分為不同的家族。
①α螺旋-轉角-α螺旋模式（helix - turn - helix motif）
這是最早在原核基因的激活蛋白和阻抑物中發現的。迄今已經在百種以上原核細胞和真核生物中發現這種最簡單、最普遍的DNA結合蛋白的結構模式。這種蛋白與DNA結合時，形成對稱的同型二聚體（symmetric homodimer）結構模式。構成同型二聚體的每個單體由20個氨基酸的小肽組成α螺旋-轉角-α螺旋結構，兩個α螺旋相互連接構成β轉角，其中羧基端的α螺旋為識別螺旋（recognition helix），負責識別DNA大溝的特異堿基信息，另一個α螺旋沒有堿基特異性，與DNA磷酸戊糖鏈骨架接觸。這種蛋白在與DNA特異結合時，以二聚體形式發揮作用，結合靠蛋白質的氨基酸側鏈與特異堿基對之間形成氫鍵。
②鋅指模式（zinc finger motif）
負責 5S RNA、tRNA 和部分 snRNA 基因轉錄的RNA聚合酶Ⅲ所必須的轉錄因子。TFⅢ A 是首先被發現的鋅指蛋白，由344個氨基酸組成。TFⅢ A 含有9個有規律的鋅指重復單位，每個單位30個氨基酸殘基，其中一對半胱氨酸和一對組氨酸與Zn2+形成配位鍵。每個鋅指單位是一個DNA結合結構域（DNA-binding domain），每個鋅指的 C 末端形成α螺旋負責與DNA結合。這類Cys2/His2鋅指單位的共有序列（consensus sequence）是：Cys - X2~4 - Cys - X3 - Leu - X2 - His - X3 - His。哺乳類轉錄因子 SP1 也有類似的鋅指結構，由三個鋅指單位組成。另一類鋅指蛋白含兩對半胱氨酸，而不含組氨酸，如哺乳類細胞的甾體類激素受體蛋白。這類Cys2/Cys2鋅指單位的結合Zn2+的共有序列是：Cys - X2 - Cys - X13- Cys - X2- Cys。不同的鋅指識別不同的堿基序列，因為不同鋅指的氨基酸組成不一樣。
③亮氨酸拉鏈模式（leucine zipper motif，ZIP）
在構建轉錄復合物過程中，普遍涉及蛋白與蛋白之間的相互作用，形成二聚體是識別特異DNA序列蛋白的相互作用的共同原則，亮氨酸拉鏈就是富含Leu殘基的一段氨基酸序列所組成的二聚化結構。這類序列特異性DNA結合蛋白家族，包括酵母的轉錄激活因子（GCN4）、癌蛋白Jun、Fos、Myc以及增強子結合蛋白（enhancer binding protein，C/EBP）等。所有這些蛋白的肽鏈羧基端約35個氨基酸殘基有形成α螺旋的特點，每兩圈（7個氨基酸殘基）有一個亮氨酸殘基。這樣，在α螺旋一側的Leu排成一排，兩個蛋白質分子的α - 螺旋之間靠Leu殘基之間的疏水作用力形成一條拉鏈狀結構。這類蛋白與DNA的特異結合都是以二聚體形式起作用的，但與DNA結合的結構域是拉鏈區相鄰的肽鏈 N 端帶正電荷的堿性氨基酸區。
④螺旋-環-螺旋結構模式（helix - loop - helix motif，HLH）
HLH這一結構模式廣泛存在于動、植物DNA結合蛋白中。HLH由40~50個氨基酸組成兩個兩性α螺旋，兩個α螺旋中間被一個或幾個β轉角組成的環區所分開。每個α螺旋由15~16個氨基酸殘基組成，并含有幾個保守的氨基酸殘基。具有疏水面和親水面的兩性α螺旋有助于二聚體的形成。α螺旋鄰近的肽鏈 N 端也有帶正電荷的堿性氨基酸區與靶DNA大溝結合。具有螺旋-環-螺旋結構的蛋白家族成員之間形成同源或異源二聚體是這類蛋白與DNA結合的必要條件，缺失α螺旋的二聚體不能牢固結合DNA。
⑤HMG框結構模式（HMG-box motif）
在發現一組豐富的高速泳動族蛋白（high mobility group protein）以后，首先命名HMG框結構模式。該結構由3個α螺旋組成 boomerang-shaped 結構模式，具有彎曲DNA的能力。因此，具有HMG框結構的轉錄因子又稱為“構件因子（architectural factor）”，它們通過彎曲DNA、促進與鄰近位點相結合的其他轉錄因子的相互作用而激活轉錄。SRY是一種HMG蛋白，在人類男性性別分化中具有關鍵作用，HMG蛋白由Y染色體上一個基因編碼，在誘導睪丸分化途徑中一些相關基因的轉錄活性被HMG蛋白所激活。