殼聚糖是一種天然多糖，主要由甲殼質（幾丁質）通過脫乙醯化處理得到。它的化學結構由2-氨基-2-脫氧-D-葡聚糖單元組成，這些單元通過1,4-糖苷鍵連線形成線性鏈。每個葡萄糖單元上含有一個氨基（NH2）取代，這是與甲殼質的主要區別。殼聚糖的分子量通常在50,000到100,000之間。它具有良好的生物降解性、細胞親和性和生物效應，是天然多糖中唯一的鹼性多糖。
殼聚糖具有線性多糖的特性，表現為三維網狀結構。它在水中的溶脹性和溶解度較高，容易與水形成氫鍵，同時也表現出疏水性，在疏水介質中穩定。這些性質使得殼聚糖在細胞和生物體內通過表面吸附和配體結合等方式發揮重要作用。
殼聚糖不溶於水和大多數有機溶劑，但可溶於稀酸中，此時其質子化的氨基變成多元陽離子，能與多種天然或合成的陰離子或聚合物形成離子複合物。這些特性使得殼聚糖在農業、醫藥、食品、化妝品和環保等領域具有廣泛的套用。