海藻糖是由兩個葡萄糖分子通過半縮醛羥基縮合而成，由于不存在游離的醛基 ，故為一種非還原型雙糖，分子式是C12H22O11（含兩個結晶水）。由于兩個葡萄糖分子可以形成α-吡喃葡萄糖和β-吡喃葡萄糖，通過α-1,1糖苷鍵連接可以得到三種異構體：海藻糖（α，α）、異海藻糖（β，β）和新海藻糖（α，β）。
