tRNA由70～90个核苷酸构成。tRNA分子含有稀有碱基，包括双氢尿嘧啶、假尿嘧啶和甲基化的嘌呤。在tRNA单链上有一些能配对的区域，形成局部双链，这些局部的碱基配对双链就像一支叶柄，中间不能配对的碱基鼓出成环状；所有tRNA均呈三叶草形状，这就是tRNA的二级结构。tRNA的三级结构为倒L型。tRNA二级结构有三个环，其中反密码环上有反密码子，反密码子辨认mRNA上相应的三联体密码，而且把正确的氨基酸连接到tRNA3＇末端的CCA-OH结构上。由此可见，tRNA在蛋白质生物合成中起运输氨基酸的作用。