Oksitosin dengan kemurnian-tinggi adalah hormon peptida yang disekresikan oleh kelenjar hipofisis posterior. Disintesis dalam inti paraventrikular dan supraoptik hipotalamus, terdiri dari sembilan asam amino dan diangkut ke neurohipofisis untuk dilepaskan dengan kecepatan 2 hingga 3 milimeter per hari. Residu sistein (Cys) yang terletak pada posisi 1 dan 6 membentuk struktur heksapeptida siklik melalui ikatan disulfida.
Struktur kimia oksitosin pada manusia dan sebagian besar mamalia adalah sebagai berikut:
Sistein-Tirosin-Isoleusin-Glutamin-Asam Aspartat-Sistein-Prolin-Leusin-Glisin-NH2
Struktur oksitosin sangat mirip dengan hormon antidiuretik (Sistein-Tirosin-Phenilalanin-Glutamine-Asam Aspartat-Sistein-Prolin-Arginin-Glisin-NH2).