โครงสร้างทางเคมีของออกซิโตซินในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่มีดังนี้:
ซิสเทอีน-ไทโรซีน-ไอโซลิวซีน-กลูตามีน-กรดแอสปาร์ติก-ซิสเทอีน-โพรลีน-ลิวซีน-ไกลซีน-NH2
โครงสร้างของออกซิโตซินนั้นคล้ายคลึงกับฮอร์โมนต้านไดยูเรติกอย่างมาก (ซิสเทอีน-ไทโรซีน-ฟีนิลอะลานีน-กลูตามีน-กรดแอสปาร์ติก-ซิสเทอีน-โพรลีน-อาร์จินีน-ไกลซีน-NH2)
