Budowa W komórkach nasion oleosomy to kuliste struktury o średnicy 0,6–2,0 μm. W komórkach mezofilu średnica może wynosić od 1 do 18 μm. W liściach Sambucus nigra większe oleosomy stwierdzano w liściach pozostających w cieniu. W mezofilu pszenicy organella zawierały 50–60% triacylogliceroli i 15–40% estrów wosków. Kropla tłuszczu otoczona jest pojedynczą warstwą fosfolipidów oraz białek. Warstwa ta zapobiega zlewaniu się tłuszczu w jedną dużą kroplę. Ważną rolę w stabilizacji struktury oleosomów odgrywają oleozyny. Są to zasadowe białka o masie 15–26 kDa. Część białka zakotwiczona jest w monowarstwie fosfolipidowej a cześć hydrofilowa wystaje poza nią, tworząc zwartą okrywę całego organellum. Zniszczenie części tej okrywy poprzez trawienie trypsyną prowadzi do koalescencji oleosomów.