黄原胶分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸构成，相对分子质量在2×106~5×107之间，它的一级结构是由β—(1→4)键连接的葡糖基主链与三糖单位的侧链组成;其侧键由D—甘露糖和D—葡萄糖醛酸交替连接而成，分子比例为2：1;三糖侧链由在C6位置带有乙酰基的D—甘露糖以α—(1→3)链与主链连接，在侧链末端的D—甘露糖残基上以缩醛的形式带有丙酮酸，其高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。黄原胶的三级结构是棒状双螺旋结构问靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体。