L'ossitocina ad elevata-purezza è un ormone peptidico secreto dalla ghiandola pituitaria posteriore. Sintetizzato all'interno dei nuclei paraventricolare e sopraottico dell'ipotalamo, è costituito da nove aminoacidi e viene trasportato alla neuroipofisi per essere rilasciato ad una velocità di 2-3 millimetri al giorno. I residui di cisteina (Cys) situati nelle posizioni 1 e 6 formano una struttura esapeptidica ciclica tramite un legame disolfuro.
La struttura chimica dell'ossitocina nell'uomo e nella maggior parte dei mammiferi è la seguente:
Cisteina-Tirosina-Isoleucina-Glutammina-Acido aspartico-Cisteina-Prolina-Leucina-Glicina-NH2
La struttura dell'ossitocina è molto simile a quella dell'ormone antidiuretico (cisteina-tirosina-fenilalanina-glutammina-acido aspartico-cisteina-prolina-arginina-glicina-NH2).