يتراوح طول جزيء الرنا النقال بين 74 و 95 نوكليوتيداً ويتشكل من معالجة الجزيء الطليعي (النسخة الأولية) داخل النواة. تقوم جزيئات tRNA بدور adapters خلال عملية ترجمة المعلومات المتضمنة في الرنا المرسال إلى حموض أمينية.

يوجد على الاقل 20 نوعا من tRNA في كل خلية، واحد على الأقل (وغالباً أكثر) لكل من الحموض الأمينية العشرين اللازمة لتخليق البروتينات. وعلى الرغم من أن كل جزيء من جزيئات الرنا النقال يختلف عن غيره من حيث تسلسل النوكليوتيدات، إلا أنها جميعاً تشترك بالكثير من الخصائص حيث تسمح البنية الأولية (تسلسل النوكليوتيدات) لها بحدوث تطو شامل وتتام بين أجزاء الطاق  intrastrand complementarity يؤديان إلى تشكيل بنية ثانوية تبدو شبيهة بورقة البرسيم cloverleaf (الشكل1).

شكل (1) نموذج البنية الثانوية لأمينواسيل الرنا النقال . يرتبط الحمض الاميني بالنهاية CCA-3' . لاحظ البنى المختلفة المشكلة لهذه البنية الثانوية ومواضع الروابط الهيدروجينية بين أزواج الأسس داخل الجزيء

تحتوي جميع جزيئات الرنا النقال على أربعة أذرع رئيسة؛ تتألف الذراع المتقبلة acceptor arm من سويقة (أو جذع stem) من الأسس المتزاوجة ينتهي بالتسلسل 3'-C-C-A.......5' ترتبط المجموعة الكربوكسيلية للحموض الأمينية برابطة إسترية مع مجموعة الهيدروكسيل 3 من ثمالة الأدينوزين الأخيرة.

تحتوي الأذرع الأخرى على سويقات من الأسس المتزاوجة وعُرى loops من الأسس غير المتزاوجة. وتقوم الذراع مقابل الرامزة anticodon am عند نهاية السويقة بالتعرف على النوكليوتيدات الثلاثية أو الرامزة codon من مرصاف الرنا المرسال ؛ حيث يكون لديها تسلسل نو كليوتيدي متمم للرامزة هو المسؤول عن نوعية الرنا النقال تجاه الحمض الأميني.

 سميت الذراع الثالثة بالذراع D نسبة إلى وجود أساس ثنائي هيدرو اليوريدين dihdrouridine فيها، وكذلك سميت الذراع TΨC (ذراع الثيميدين واليوريديل الكاذب والسيتيدين) نسبة إلى وجود تسلسل الثيميدين (T) واليوريدين الكاذب(( Ψ) pseudouridine ) والسيتيدين (C)، ولهذين الذراعين أهميتهما في ارتباط الرنا النقال بالريباسات خلال تخليق البروتين.

أما الذراع الإضافية extra arm فهي الصفة الأكثر تنوعاً في جزيئات الرنا النقال وهي المسؤولة عن اختلاف أطوالها وتشكل أساساً لتصنيفها إلى صنفين. يبلغ طول الذراع الإضافية في الصنف الأول من جزيئات الرنا النقال (ويشكل نحو 75% منها) 3-5 أزواج من الأسس ؛ أما الصنف الثاني منها فلجزيئاتِهِ ذراع إضافية بطول 21-13 زوجاً من الأسس وكثيراً ما تكون على شكل بنية ذاتِ سويقة وعُروة.

تتم المحافظة على البنية الثانوية الجزيئات الرنا النقال عن طريق ازدواج الأسس في هذه الأذرع. وتتكون الذراع المتقبل من 7 أزواج من الأسس أما الذراع TΨC والذراع مقابل الرامزة فيتكونان من 5 أزواج، في حين تحتوي الذراع D على 3 أو 4 أزواج. وبالرغم من أن أشكال الرنا النقال ثابتة تماماً في طليعيات النوى، فهي ولسبب غير معروف أقل ثباتاً في حقيقيات النوى. وعلى العكس من ذلك فإنّ الرنا المرسال غير ثابت في طليعيات النوى وأكثر ثباتية عموماً في حقيقيات النوى.