從各種生物組織和器官中分離純化所得的AChE具有多種分子形式。
在生物體內AChE存在6種不同的分子形式：3種為球形的，包括催化亞基單體（G1）、二聚體（G2）、四聚體（G4）；
3種膠原尾樣亞基連接形成的不對稱形式，包括四聚體（A4）、八聚體（A8）、十二聚體（A12）。球形分子又可進一步分為親水型和疏水型。
親水型分子能夠自由溶于水中。
疏水型分子除含有與親水型分子相同的催化亞基外，還在其羧基端含有一個疏水結構域，將酶分子錨定于神經膜上，它可溶解于離子型去垢劑中，而前者則不能。
3種膠原尾樣亞基連接的不對稱型為1￣3個由4個催化亞單位通過二硫鍵與類膠原亞單位連接而形成的催化四聚體構成。不同昆蟲體內AChE主要存在形式也有所不同。對黑腹果蠅的研究表明，在其體內AChE主要以有糖酯錨的疏水型二聚體存在；
對純化后的豆莢草盲蝽的AChE研究表明，其具有2種分子形式，親水型二聚體為主要形式。又有報道對馬鈴薯甲蟲的研究表明，AChE存在2種分子形式，其中親水型二聚體占92%，兩性單體占8%。