Axit palmitôlêic có cấu tạo của một axit béo không bão hòa đơn (có một liên kết đôi dạng cis, từ đầu methyl là omega-7 (ω-7), nối với nhóm phụ được gọi là axit béo chuỗi dài (long chain fatty acid, viết tắt là LCFA) chứa từ 14 đến 18 nguyên tử carbon.
Nói chung, mỗi phân tử của nó có 16 nguyên tử cacbon, có công thức hoá học tổng quát là CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH, hiện đã tìm thấy ở cả thực vật và động vật, được sinh tổng hợp qua quá trình sự khử bão hòa Δ9 của axit palmitic.
