蛋白聚糖的主要成份是糖胺聚糖,是由重復二糖單位構成的無分支長鏈多糖。
二糖單位包括∶硫酸軟骨素(chondroitin sulfate)、硫酸角質素(keratan sulfate)、肝素(heparin)、硫酸乙酰肝素(heparan sulfate)、透明質酸(hyaluronic acid)、硫酸皮膚素(dermatan sulfate)等。這些二糖都含有一個氨基糖,并至少含有一個負電的磺酸基或羧基團。
由于氨基聚糖是親水的，并且帶有負電荷，所以它們既能結合陽離子又能結合水分子，由于糖胺聚糖的這種性質，它們在細胞外創造了水合的、膠狀的材料,形成了所謂的細胞外基質的基質。