体内的丙酮酸脱氢酶复合物直径大小，大约是50奈米，约是核糖体的5倍大，可以在电子显微镜下直接观察其外观。分析电子显微镜照片与晶体绕射的结果，可以得出一个模型，模型显示在复合体的外围是E1，内部则是E2与E3。E2的形状为五角十二面体，直径大约25奈米。在牛科动物细胞里是以60个单位来组成一个核心；在大肠桿菌中则是以24个E2单位组成。另外大大肠桿菌桿菌的丙酮酸脱氢酶复合物重量大约是4600kdal。
反应过程.在复合物内进行的脱羧作用主要可分为5个步骤，丙酮酸与乙醘辅酶A的中间物在