嗎啡的分子結構由四部分組成:
①有四個雙鍵的菲氫化物核(環A、B、C)。
② N-甲基哌啶環與菲核環b稠合。
③連接A環和c環的氧橋。
④ A環上的酚羥基和C環上的醇羥基..酚的羥基氫原子被甲基取代時，鎮痛作用減弱(如可待因)，叔胺氮被烯丙基取代時，鎮痛作用減弱，成為嗎啡的拮抗劑，如烯丙基嗎啡、納洛酮等。