肽聚糖的化学结构是由N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）与N-乙酰胞壁酸交替单元组成的碳水化合物主链，其中N-乙酰胞壁酸残基与肽交联，形成多层网状大分子结构。
肽聚糖是细菌细胞壁的关键组成成分，具有以下化学结构特点：
双糖单位：由N-乙酰葡萄糖胺（NAG）和N-乙酰胞壁酸（NAMA）交替连接形成的杂多糖链。
四肽尾：与杂多糖链相连的是短肽链，这些肽链通常由四个氨基酸组成，因此被称为四肽尾。
肽桥：肽聚糖中的肽链通过肽桥相互交联，增强了整个结构的稳固性。
在不同类型的细菌中，肽聚糖的结构可能略有不同。例如，在革兰氏阳性细菌中，肽聚糖层较厚，可能含有多达40层的肽聚糖，占细胞壁干重的20％左右；而在革兰氏阴性细菌中，肽聚糖层较薄，约占细胞壁干重的10％。