1985年TGF-β的基因克隆成功，并在大腸桿菌內得到表達。在哺乳動物至少發現有TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β1β2四個亞型。在鳥類和兩棲類動物還分別存在著TGF-β4和TGF-β5，對后兩者的生物學作用所知甚少。
TGF-β是由兩個結構相同或相近的、分子量的12.5kDa亞單位借二硫鍵連接的雙體。人TGF-βcDNA序列研究表明，單體的TGF-β112氨基酸殘基是由含400氨基酸殘基的前體份子（per-pro-TGF-β)從羧基端裂解而來。pre-pro-TGF-βN端含有一個信號肽，在分泌前被裂解掉，成為非活性狀態的多肽鏈前體（pro-TGF-β)，通過改變離子強度、酸化或蛋白酶水解切除掉，成為非活性狀態的多肽鏈前體（pro-TGF-β)，通過改變離子強度、酸化或蛋白酶水解切除N端部分氨基酸殘基，所剩余的羧基端部分形成有活性的TGF-β。TGF-β1與TGF-β2有71%氨基酸同源性，TGF-β1與TGF-β3有77%同源性，TGF-β2與TGF-β3有80%同源性。TGF-β與TGF-β超家族其化成員有30～40%同源性。
人TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3的基因分別定位于染色體19q3、1q41和14q24，均含有7個外顯子，核苷酸序列有高度同源性，所編碼的前體分子C端者有9個保守的Cys，提示TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3基因可能來自一個共同的祖先基因。人和小鼠TGF-β1的同源性高達99%，表明在不同種屬中TGF-β都具有重要的生物學功能。對其人TGF-β1基因調控區進行了研究，發現該基因5`端序列包含5個明顯的調控區：一個類增強子（enhancer-like)活性區，二個負調控區和二個啟動子區。