Atselaiinihappo on suoraketjuinen alifaattinen dikarboksyylihappo, jonka molekyylikaava on C9H16O4 ja suhteellinen molekyylimassa 188,22. Sen rakennekaava on HOOC–(CH₂)₇–COOH; molekyylin kummassakin päässä on karboksyyliryhmä, jota yhdistää seitsemän metyleeniryhmän keskusketju. Suhteellisen säännöllisen molekyylirakenteensa ansiosta atselaiinihapolla on pitkäketjuisille dikarboksyylihapoille tyypilliset ominaisuudet ja se esiintyy yleensä kiinteänä aineena huoneenlämpötilassa. Nämä kaksi karboksyyliryhmää ovat ensisijaiset aktiiviset kohdat molekyylissä ja ovat pääasiallinen syy, miksi atselaiinihappo voi osallistua monenlaisiin kemiallisiin reaktioihin.
Molekyylikoostumuksen suhteen atselaiinihappo sisältää yhdeksän hiiliatomia, kuusitoista vetyatomia ja neljä happiatomia; kaksi happiatomia sijaitsee karboksyylifunktioiden karbonyyliryhmissä, kun taas kaksi muuta ovat osa hydroksyyliryhmiä. Karboksyyliryhmät ovat erittäin polaarisia, pystyvät muodostamaan vetysidoksia muiden polaaristen ryhmien kanssa ja käyvät läpi reaktioita, kuten happo-emäsneutralointia ja esteröintiä. Molekyylin keskellä olevilla seitsemällä metyleeniryhmällä on alhainen polaarisuus, mikä antaa tietyn asteisen hydrofobisuuden molekyylille kokonaisuutena. Karboksyyliryhmien ja pitkän hiiliketjun rinnakkaiselo johtaa ainutlaatuisiin liukoisuus- ja reaktiivisuusominaisuuksiin.
Atselaiinihapon molekyylirakenne vaikuttaa merkittävästi sen käyttöön materiaaleissa. Koska sillä on karboksyyliryhmiä molemmissa päissä, se voi käydä läpi polykondensaatiota diolien kanssa polyestereiden muodostamiseksi tai osallistua esteröintireaktioihin muiden hydroksyyliryhmiä sisältävien yhdisteiden kanssa erityyppisten atselaattiestereiden tuottamiseksi. Atselaiinihapon sisällyttäminen polymeerirakenteeseen tuo mukanaan pitkän keskeisen metyleeniketjun, joka parantaa molekyyliketjun joustavuutta, mikä mahdollistaa materiaalin kovuuden, joustavuuden ja suorituskyvyn säätämisen matalissa lämpötiloissa formulaatiovaatimusten perusteella. Nämä rakenteelliset ominaisuudet mahdollistavat atselaiinihapon käytön dikarboksyylihapporaaka-aineena polymeerimateriaalien kuten polyesterien ja polyuretaanien valmistuksessa.
Atselaiinihapon rakenteelliset ominaisuudet määrittelevät ensisijaisesti kaksi ominaisuutta: karboksyyliryhmät molemmissa päissä ja pitkä hiiliketju keskellä. Karboksyyliryhmät määräävät sen korkean reaktiivisuuden, kun taas pitkä hiiliketju vaikuttaa molekyylien joustavuuteen, hydrofobisuuteen ja tuloksena oleviin materiaaliominaisuuksiin. Käytännön sovelluksissa näiden kahden rakennekomponentin erillisiä rooleja voidaan hyödyntää lopullisen materiaalin molekyylirakenteen ja ominaisuuksien virittämiseksi säätämällä atselaiinihapon annosta ja sen yhdistelmää muiden monomeerien kanssa. Näin ollen atselaiinihappo ei toimi vain kemiallisena perusraaka-aineena, vaan myös rakennemuuttajana polymeerimateriaalien synteesissä.