蜂毒肽是由26个氨基酸残基组成的多肽,分子量2840,其一级结构的氨基酸残基顺序为NH2-GLY-ILE-GLY-ALA-VAL-LEU-LYS-VAL-LEU-THR-THR-GLY-LEU-PRO-ALA-LEU-ILE-SER-TRP-ILE-LYS-ARG-LYS-ARG-GLN-GLN-COOH。在通常情况下,C-末端有4个氨基酸残基携带正电荷,N-末端有2个氨基酸残基携带正电荷,整个分子带6个正电荷。蜂毒肽的N-末端起前20个氨基酸残基主要是疏水的,C-末端的6个氨基酸残基主要是亲水的。

分子的3个赖氨酸和2个精氨酸残基使其成为强碱性肽。在中性水溶液中,蜂毒肽作为单体是以随机的卷曲结构存在的,而随着pH值以及离子强度的增高,蜂毒肽自我交联,形成α-螺旋的四聚体结构。最近有研究发现在不同的溶液中蜂毒肽的α-螺旋结构区域及螺旋间的角度是不同的。α-螺旋结构中前21个氨基酸是极性的,位于螺旋的表面,而非极性氨基酸在螺旋的另一面。这个两亲性(amphiphilic)是膜结合肽和膜蛋白跨膜螺旋的特征,所以这个特性决定蜂毒肽既可溶于水中,又可以与膜自然结合,进而溶解细胞。