La mirtazapina ha una struttura chimica costituita da 4 cicli, parzialmente correlata a quella degli antidepressivi triciclici (TCA). Per questo, insieme alla mianserina (differiscono solamente per il fatto che la mirtazapina è un derivato pirido-benzoazepinico, mentre la mianserina è una dibenzoazepina), vengono generalmente chiamati anche antidepressivi tetraciclici. Il farmaco è in realtà una miscela racemica dei due enantiomeri che hanno una leggera diversa attività farmacologica.