เทสโทสเตอโรนเป็นสเตอรอยด์ androstane ที่เกิดโดยธรรมชาติ และมีสูตรเคมีคือ androst-4-en-17β-ol-3-one[90]โดยมีพันธะคู่ระหว่างตำแหน่ง C4 กับ C5 (ซึ่งทำให้มันเป็น androstene) และมีหมู่ทำหน้าที่ (functional group) เป็นกลุ่มคีโทนที่ตำแหน่ง C3 และมีหมู่ไฮดรอกซิล (แอลกอฮอล์) ที่ตำแหน่ง C17β[90]

สารอนุพันธ์

เอสเทอร์ของเทสโทสเตอโรนจะมีส่วนเป็นเอสเทอร์กรดไขมันที่ชอบลิพิด โดยมีลูกโซ่ยาวต่าง ๆ กัน ที่ตำแหน่ง C17β[91]เอสเทอร์ของเทสโทสเตอโรนหลัก ๆ รวมทั้ง testosterone cypionate, testosterone enanthate, testosterone propionate, และ testosterone undecanoate[66][90][92]

สารที่ต้องผ่านเมแทบอลิซึมในร่างกายเพื่อออกฤทธิ์ โดยมีอีเธอร์ (ether prodrug) ที่ตำแหน่ง C17β คือ cloxotestosterone acetate ก็วางตลาดขายด้วยเหมือนกัน แม้จะมีข้อมูลน้อยมาก และใช้น้อยมากหรือไม่ได้ใช้แล้ว[90]สารที่คล้ายกันอีกอย่างคือ silandrone ก็มีด้วย แต่ก็ไม่เคยวางตลาดขาย และเด่นตรงที่มีฤทธิ์เมื่อใช้ทาน[90]อนึ่ง androgen prohormone หรือสารตั้งต้นของเทสโทสเตอโรน เช่น dehydroepiandrosterone (DHEA), androstenediol, และ androstenedione ก็มีด้วย และจะแปลงเป็นเทสโทสเตอโรนในระดับต่าง ๆ กันเมื่อทาน[93]แต่ไม่เหมือนกับ prodrug ที่เป็นเอสเทอร์และอีเธอร์ prohormone เหล่านี้มีฤทธิ์ให้บุรุษภาพและสร้างกล้ามเนื้ออ่อน ๆ เท่านั้น[93]

AAS ที่สังเคราะห์ขึ้นล้วนเป็นสารอนุพันธ์ของเทสโทสเตอโรน[93]ตัวอย่างเด่น ๆ รวมทั้ง nandrolone (19-nortestosterone), metandienone (17α-methyl-δ1-testosterone), และ stanozolol (17α-alkylated derivative of DHT)แต่ไม่เหมือนเทสโทสเตอโรน AAS ที่มี alkyl ที่ตำแหน่ง 17α เช่น metandienone และ stanozolol จะมีฤทธิ์เมื่อทานนี่เกิดเพราะเป็นหมู่ที่มีขนาดใหญ่ ซึ่งยับยั้งเมแทบอลิซึมที่ตำแหน่ง C17β เมื่อผ่านตับรอบแรก โดยเปรียบเทียบกัน AAS โดยมากที่ไม่มี alkyl ที่ตำแหน่ง 17α เช่น nandrolone จะไม่มีฤทธิ์ทางปาก แต่ต้องฉีดเข้ากล้ามเนื้อซึ่งโดยมากจะอยู่ในรูปแบบเป็นเอสเทอร์ยกตัวอย่างเช่น ในกรณี nandrolone จะเป็น nandrolone decanoate หรือ nandrolone phenylpropionate