המבנה הכימי של אוקסיטוצין בבני אדם וברוב היונקים הוא כדלקמן:
ציסטאין-טירוזין-איזולאוצין-גלוטמין-חומצה אספרטית-ציסטאין-פרולין-לאוצין-גליצין-NH2
המבנה של אוקסיטוצין דומה מאוד לזה של הורמון אנטי-דיורטי (ציסטאין-טירוזין-פנילאלנין-גלוטמין-חומצה אספרטית-ציסטאין-פרולין-ארגינין-גליצין{2{8}).
