สูตรโครงสร้างโมเลกุลของโพลีอะคริลาไมด์สามารถแสดงได้ดังนี้:

Conh2[CH2-CH]N

สูตรนี้แสดงถึงหน่วยการทำซ้ำในสายโซ่โพลีเมอร์ของโพลีอะคริลาไมด์ แต่ละยูนิตประกอบด้วยอะคริลาไมด์โมโนเมอร์ (CH₂=CHCONH₂) โดยที่หมู่เอไมด์ (-CONH-) เชื่อมต่อโมโนเมอร์เข้าด้วยกันเพื่อสร้างสายโซ่โพลีเมอร์ ตัวห้อย 'n' ระบุจำนวนหน่วยที่เกิดซ้ำในสายโซ่โพลีเมอร์ ซึ่งอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลและกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน

โพลีอะคริลาไมด์เป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของโมโนเมอร์อะคริลาไมด์ โครงสร้างโมเลกุลของโพลีอะคริลาไมด์สามารถแสดงได้ดังนี้:

[-CH₂─CH(CONH₂)-]n

ในโครงสร้างนี้ วงเล็บจะล้อมรอบหน่วยการทำซ้ำ และ "n" หมายถึงจำนวนหน่วยการทำซ้ำในสายโซ่โพลีเมอร์ แต่ละหน่วยการทำซ้ำประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

1. ห่วงโซ่แกนหลัก: ห่วงโซ่แกนหลักประกอบด้วยชุดอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน ในโพลีอะคริลาไมด์ กระดูกสันหลังประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนสายโซ่ยาวที่แสดงด้วย "-CH₂─" (โดยที่ "-CH₂-" หมายถึงหมู่เมทิลีน) และมีโครงสร้างเชิงเส้น

2. กลุ่มฟังก์ชัน: กลุ่มฟังก์ชันที่กระดูกสันหลังคือสิ่งที่ทำให้โพลีอะคริลาไมด์มีคุณสมบัติที่ต้องการ ในกรณีของโพลีอะคริลาไมด์ หมู่ฟังก์ชันคือหมู่อะคริลาไมด์ ซึ่งแสดงด้วย "-CH(CONH₂)-" หมู่อะคริลาไมด์ประกอบด้วยหมู่คาร์บอนิล (C=O) และหมู่เอไมด์ (-NH₂) ที่ติดอยู่กับโซ่คาร์บอนแกนหลัก

3. กลุ่มการยุติ: โซ่โพลีเมอร์ถูกยกเลิกโดยกลุ่มสารเคมีเพิ่มเติมเพื่อรักษาเสถียรภาพและป้องกันการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์เพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม กลุ่มเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการสังเคราะห์เฉพาะหรือคุณสมบัติที่ต้องการของโพลีอะคริลาไมด์

เป็นที่น่าสังเกตว่าโพลีอะคริลาไมด์สามารถมีอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น โครงสร้างเชิงเส้นหรือเชื่อมโยงข้าม ขึ้นอยู่กับกระบวนการโพลีเมอไรเซชันและการมีอยู่ของสารเชื่อมโยงข้าม โครงสร้างโมเลกุลที่อธิบายไว้ข้างต้นแสดงถึงหน่วยการทำซ้ำพื้นฐานในรูปแบบเชิงเส้นของโพลีอะคริลาไมด์