Chimicamente l'oxcarbazepina è 10,11-diidro-10-oxocarbamazepina ed è simile alla carbamazepina; essa ha una sostituzione con il 5-carbossamide sul nucleo dibenzazepinico, tuttavia, è diverso il legame a ponte in posizione 10-11 e si differenzia pertanto dal carbamazepina per il diverso destino metabolico