tRNA มีหน้าที่ขนย้ายกรดอะมิโนต่างๆ ไปยังไรโบโซมในขณะที่มีการสังเคราะห์โปรตีน โดยจะมี tRNA อย่างน้อยหนึ่งตัวต่อกรดอะมิโนแต่ละชนิด tRNA เป็นโพลีนิวคลีโอไทด์สายเดี่ยว ประกอบด้วยไรโบนิวคลีโอไทด์ประมาณ 73-93 ตัว และมีเบสที่ไม่ค่อยพบ (unusual base) ประมาณ 7-15 ตัวต่อโมเลกุล เบสพวกนี้เป็นอนุพันธ์ของ A U C และ G ที่ถูกเติมหมู่เมธิล 1หรือ 2 หมู่ โครงสร้างระดับที่หนึ่งของ tRNA ทุกชนิดจะมีลำดับของนิวคลีโอไทด์แตกต่างกันแต่โครงสร้างระดับที่สองจะเหมือนกัน คือเป็นรูปคล้ายดอกจิก โดยที่ปลาย 5’ ของ tRNA จะมีหมู่ฟอสเฟต เบสตัวสุดท้ายทางปลายนี้มักจะเป็น G ส่วนเบสทางปลาย 3’ ของ tRNA จะเป็น CCA เสมอ ซึ่งหมู่ 3’ –OH ของอะดีนีนนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ปลายของโมเลกุลสามารถจับกับกรดอะมิโนเกิดเป็นอะมิโนเอซิล tRNA โครงสร้างทั่วไปของ tRNA มีแขน 5 แขน คือ

     -แขนที่ 1 เป็นแขนรับ (acceptor arm) หรือแขนกรดอะมิโน (amino acid arm) ประกอบด้วยปลาย 5’ และปลาย CCA 3’ –OH                         ทำหน้าที่รับกรดอะมิโนไว้เพื่อขนย้ายต่อไป
     - แขนที่ 2 เป็นแขนแอนติโคดอน (antidon arm) มีเบส 3 ตัว เป็นแอนติโคดอนที่จะจับคู่กับเบสของ mRNA
     - แขนที่ 3 เป็นแขนดี (D arm) หรือแขนไดไฮโดรยูริดีน (dihydrouridine arm ; DHU arm) มีเบสที่ถูกดัดแปลงคือ ไดไฮโดรยูริดีนอยู่
     - แขนที่ 4 เป็นแขนทียูซี (TUC arm) ซึ่งจะพบเบส T, pseudouridine และ C อยู่ที่แขนนี้เสมอ
     - แขนที่ 5 เป็นแขนพิเศษ (extra arm) เป็นแขนที่มีขนาดแตกต่างกันไปแล้วแต่ละชนิดของ tRNA

จากการศึกษาผลึกของ tRNA ด้วยรังสีเอ็กซ์ พบว่ารูปร่างที่แท้จริงของ tRNA จะมีโครงสร้างคล้ายรูปตัวแอล