Le diacétyle est une dicétone, c'est-à-dire qu'il contient deux groupes cétones. La structure générale d'une cétone est R-CO-R', où R et R' sont des groupes organiques. Dans le cas du diacétyle, les deux groupes R sont tous deux des groupes méthyle (-CH3). Par conséquent, la structure du diacétyle est CH3-CO-CO-CH3.