ADA以小形式（作為單體）和大形式（作為二聚體 - 復合物）存在。在單體形式中，酶是多肽鏈，折疊成8股平行的α/β桶，其圍繞作為活性位點的中央深口袋。除8個中心β-桶和8個外周α-螺旋外，ADA還含有5個額外的螺旋：殘基19-76倍折成三個螺旋，位于β1和α1折疊之間;兩個反平行的羧基末端螺旋位于β-桶的氨基末端。
ADA活性位點含有鋅離子，鋅離子位于活性位點的最深凹陷處，由來自His15，His17，His214，Asp295和底物的五個原子配位。鋅是活動所必需的唯 一輔助因子。
底物腺苷被穩定并通過9個氫鍵與活性位點結合。與基質嘌呤環大致共面的Glu217的羧基在適當位置與基質的N1形成氫鍵。Asp296的羧基也與底物嘌呤環共面，與底物的N7形成氫鍵。Gly184的NH基團處于與底物的N3形成氫鍵的位置。Asp296與Zn形成鍵離子以及底物的6-OH。His238也與底物6-OH形成氫鍵。底物核糖的3'-OH與Asp19形成氫鍵，而5'-OH與His17形成氫鍵。在活性位點的開口處，通過基質的2'-OH和3'-OH，在水分子上形成另外兩個氫鍵。
由于酶內活性位點的凹陷，基質一旦結合，幾乎完全與溶劑隔離。當結合時，基材對溶劑的表面暴露是自由狀態下基材的表面暴露的0.5%。