Az oxitocin kémiai szerkezete emberben és a legtöbb emlősben a következő:
Cisztein-Tirozin-Izoleucin-Glutamin-Aszparaginsav-Cisztein-Prolin-Leucin-Glicin-NH2
Az oxitocin szerkezete nagyon hasonló az antidiuretikus hormonéhoz (cisztein-tirozin-fenilalanin-glutamin-aszparaginsav-cisztein-prolin-arginin-glicin{{8}).
