內(nèi)毒素由脂多糖與蛋白質(zhì)復(fù)合而成（圖1-2）。脂多糖為革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞膜表面的主要組成成分，在細(xì)菌和外界環(huán)境的相互作用中扮演著重要角色。脂多糖約占細(xì)菌干重的3.4% ，每個細(xì)胞表面約有一百多萬個脂多糖分子，它和蛋白質(zhì)、磷脂、脂蛋白等共同組成革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的外膜。脂多糖分子由親水性多糖和疏水性脂質(zhì)結(jié)合組成，故為兩性分子，其中多糖體為雜聚糖聚合而成，如己糖（葡萄糖、半乳糖、甘露糖等）、戊糖（pentose），庚糖（heptose）、鼠李糖（rham nose）等。因具有磷酸根基團(tuán)，故表面帶有負(fù)電荷，進(jìn)行免疫電泳時，在電滲作用下移向陰極。脂多糖分子的基本結(jié)構(gòu)由三部分共價連接而成，即O特異性抗原多糖（O-specific antigen polysaccharide）、核心多糖（core polysaccharide）及脂質(zhì)A。脂多糖憑借其脂質(zhì)A結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)菌外膜磷脂層的外側(cè)部，在某些種屬細(xì)菌中脂多糖甚至替代了磷脂。

由于細(xì)菌來源不同和提取方法不同，內(nèi)毒素的結(jié)構(gòu)形態(tài)和化學(xué)組成可以不同。不同學(xué)者報道的脂多糖顆粒大小以及形態(tài)差異較大，其相對分子質(zhì)量約1x106~ 20x106。根據(jù)對大腸桿菌、百日咳桿菌及鼠沙門菌的脂多糖的電鏡觀察證實，脂多糖為各種形態(tài)的膜碎片：如線狀、環(huán)狀、帶狀、細(xì)絲狀、小點狀，小泡狀以及板層狀等，均具有相似的表面結(jié)構(gòu)。