L'acido lipoico è una molecola anfipatica di piccole dimensioni, formata di otto atomi di carbonio, due di ossigeno nel gruppo carbossilico e due di zolfo. In natura esiste sotto due forme, come disolfuro ciclico (forma ossidata) o come catena aperta con il nome di acido diidrolipoico, che mostra due gruppi sulfidrilici in posizione 6 e 8; le due forme sono però facilmente interconvertibili tramite reazioni redox.