Erittäin puhdas{0}}oksitosiini on peptidihormoni, jota erittää aivolisäkkeen takaosa. Syntetisoituu hypotalamuksen paraventrikulaarisissa ja supraoptisissa ytimissä, se koostuu yhdeksästä aminohaposta ja kuljetetaan neurohypofyysiin vapautumista varten nopeudella 2-3 millimetriä päivässä. Asemissa 1 ja 6 sijaitsevat kysteiini (Cys) -tähteet muodostavat syklisen heksapeptidirakenteen disulfidisidoksen kautta.
Oksitosiinin kemiallinen rakenne ihmisillä ja useimmilla nisäkkäillä on seuraava:
Kysteiini-tyrosiini-isoleusiini-glutamiini-asparagiinihappo-kysteiini-proliini-leusiini-glysiini-NH2
Oksitosiinin rakenne on hyvin samanlainen kuin antidiureettisen hormonin (kysteiini-tyrosiini-fenyylialaniini-glutamiini-asparagiinihappo-kysteiini-proliini-arginiini-}NH2{8{8}).