Die chemische Struktur von Oxytocin beim Menschen und den meisten Säugetieren ist wie folgt:
Cystein-Tyrosin-Isoleucin-Glutamin-Asparaginsäure-Cystein-Prolin-Leucin-Glycin-NH2
Die Struktur von Oxytocin ist der des antidiuretischen Hormons (Cystein-Tyrosin-Phenylalanin-Glutamin-Asparaginsäure-Cystein-Prolin-Arginin-Glycin-NH2) sehr ähnlich.