芋螺毒素(Cys殘基排列方式-C-C-CC-C-C-)肽鏈由24~31個氨基酸組成，分別含有3對二硫鍵成4-Loop框架。Marian Price-Carter等研究了ω-芋螺毒素MVIIA中二硫鍵對該毒素的穩定性和肽段折疊的影響，發現每個二硫鍵均對毒素的穩定構象有重要貢獻，缺少任何一個二硫鍵都會導致毒素變成不規則的二級結構，大幅度降低與鈣通道的結合能力，并變得更容易被還原。已利用NMR技術獲得了MVIIA，GVIA，MVIIC，MVIID，SVIB，SO3和TxⅦ等ω-芋螺毒素的溶液構象，這些芋螺毒素的整體構象都十分相似，在空間上表現為由3股被轉角連接的反平行β-片層所組成，具有穩定的抑制劑半胱氨酸繩結模體的結構，這種保守的結構正是芋螺毒素能作用于鈣離子通道上的宏位點的基礎，所不同的只是β-片層的長度和β-轉角的類型。芋螺毒素的多樣性及與受體結合的高特異性是由于Loop區核苷酸序列高變的結果，ω-芋螺毒素對鈣離子通道亞型的選擇性也正是因為分子中4個Loop區氨基酸序列的超變異。雖然各種ω-CTX的同源性都比較低，但通常第13位是保守的Tyr殘基，在第5位是保守的Gly殘基，并且通常含有4~6個堿性氨基酸。 [54-56]
利用核磁共振光譜法可以確定多種芋螺毒素的三維結構。這些小肽很難形成結晶，但也有幾種小肽可以通過X-射線晶體法分析其結構，如具有神經肌肉活性的芋螺毒素GI可以通過這兩種方法分析其結構。盡管芋螺毒素是一種小肽，但是它們卻能折疊成精細的結構。根據這些結構特征，有可能確定它們一致的結構特征。這些結構上的特性明顯受到二硫鍵的締結方式和圍繞第3個半胱氨酸的一個螺旋區域的限制，這種螺旋的典型特征是覆蓋第5~12位的殘基。環1（Loop 1）的折疊方式是高度保守的，包括螺旋的第一個轉角。主要的差別發生在環2（Loop 2），最為直觀的表現就是該環包含的殘基數是不等的。然而，即使是在殘基數相等的情況下，在4/7型的芋螺毒素中，環1比環2有更好的重疊程度。在這種情況下，結構的差異顯然是與氨基酸殘基的序列多樣性相關而不是氨基酸殘基的數量。因此，環2的序列多樣性導致了芋螺毒素的多樣性，使其對神經元nAChRs具有特異選擇性。對具有神經元活性的芋螺毒素進行活性結合實驗，有助于研究神經元nAChRs的多樣性和受體特異選擇性，也可能獲得治療神經性疾病的藥物。