LPS terdiri dari lipid A, polisakarida inti, dan rantai polisakarida spesifik-O.[2] Lipid A adalah glikolipid yang terdiri dari disakarida glukosamin yang tersubstitusi ikatan beta (1,6)-nya.[3]
Lipid A bertanggungjawab terhadap efek beracun dengan cara menstimulasi pembentukan dan sekresi sitokina yang menimbulkan gejala keracunan.[2] Stimulasi tersebut terjadi karena Lipid A bersama dengan protein pengikat LPS/ LPS binding protein (LBP) akan berikatan ke reseptor CD14 dari sel makrofaga.[2]IL-10 dan faktor nekrosis tumor (TNF) akan menginduksi peningkatan sintesis prostaglandin E2 di hipotalamus sehingga meningkatkan temperatur tubuh yang berujung menjadi demam.[2]
Polisakarida inti adalah kompleks polisakarida kompleks yang biasanya terhubung dengan lipid A melalui ikatan 3-deoksi-D-manno-octulosonat (KDO).[3]
Rantai spesifik O terdiri dari rantai subunit oligosakarida identik (linear atau bercabang) dengan panjang yang bervariasi.[3] Jumlah subunit dapat bervariasi bahkan pada sel yang sama contohnya pada Salmonella yang jumlah subunitnya antara 3, 4, atau 5 .[3] Rantai spesifik O menentukan spesifisitas dari antigen O dari serotipe tertentu yaitu dari kehadiran gula-gula tertentu.[3]