Los aminoácidos en una hélice 310 están dispuestos en una estructura helicoidal de sentido horario.
Cada aminoácido corresponde a 120° de giro en la hélice (es decir, la hélice tiene tres residuos por vuelta) y una traslación de 2,0 Å (0,2 nm) a lo largo del eje de la hélice.
El grupo N-H de un aminoácido forma un enlace por puente de hidrógeno con el grupo C=O del aminoácido tres residuos anterior; estos enlaces de hidrógeno repetidos i + 3 → i definen la hélice 310.
Los residuos en una hélice 310 adoptan típicamente ángulos diedros (φ, ψ) cercanos a −49°, −26°, de tal forma que el ángulo ψ de un residuo y el ángulo φ del siguiente suman unos −75°.
La fórmula general de rotación del ángulo Ω por residuo de cualquier hélice polipeptídica con configuración trans está dada por la ecuación: