细胞内的分子低级结构和高级结构是有着很大不同的，tRNA分子的二级结构是
三叶草型的，包括-OH端的接受臂，用于接受
氨基酸分子的-COOH端。其他环包括即D环〔因该处二氢尿苷酸（D）含量高〕、反密码环（该环中部为反密码子）和TΨC环〔因绝大多数tRNA在该处含胸苷酸（T）、假尿苷酸（Ψ）、胞苷酸（C）顺序〕。
但其三级结构却是倒L型的，这是由于二级结构中经碱基配对后的三叶草，再次通过次级键配对折叠而成。
不同tRNA的可变臂长短不一，
核苷酸数从二至十几不等。除可变臂和D环外，其他各个部位的核苷酸数目和
碱基对基本上是恒定的。tRNA分子中出现的保守或半保守成分。这些成分对维系tRNA的三级结构是很重要的
三级结构“L”的短臂是三叶草中的-OH臂，用于接受氨基酸。
这“L”型结构必然与其转运功能密切相关，这是与其在
细胞结构中与氨基酸转移酶的结合以及
核糖体的结合都是相关的，因为与其共同工作的酶提供的结合位点是局限的，因此tRNA空间结构必须是倒“L”型。