La structure chimique de l'ocytocine chez l'homme et la plupart des mammifères est la suivante :
Cystéine-Tyrosine-Isoleucine-Glutamine-Acide aspartique-Cystéine-Proline-Leucine-Glycine-NH2
La structure de l'ocytocine est très similaire à celle de l'hormone antidiurétique (cystéine-Tyrosine-Phénylalanine-Glutamine-Acide aspartique-Cystéine-Proline-Arginine-Glycine-NH2).