La struttura 3D del recettore H4 non è stata ancora definita a causa delle difficoltà relative alla cristallizzazione dei recettori accoppiati a proteine G. Sono stati fatti alcuni tentativi di sviluppo di modelli strutturali del recettore H4 per scopi diversi. Il primo modello di recettore H4 è stato costruito da modellazioni omologhe basate sulla struttura cristallina della rodopsina bovina. Questo modello è stato utilizzato per l'interpretazione dei dati sulla mutagenesi sito-diretta, che hanno rivelato l'importanza cruciale dei residui Asp94 (3.32) e Glu182 (5.46) nell'attivazione del recettore H4 e nei suoi legami coi ligandi.