甾体皂甙的结构研究主要包括两部分内容，即糖和甙元。早期对于甾体皂甙的研究主要集中在甙元部分，现在甙元的结构已经基本清楚。甾体皂甙元一般为螺甾醇，单羟基取代多在3位，而当F环开裂时，则形成呋甾醇。将皂甙进行酸水解，分离甙元，经光谱测定可以确定甙元的种类。已知甙元可通过薄层层析，混和熔点和红外光谱的比较来确定。
甾体皂甙中所含糖的种类较多，这一点显著地区别于三萜皂甙。迄今发现的已有10余种，包括己糖、戊糖、去氧糖、酮糖、糖醛酸等。其中以D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖最为常见。糖链多与甙元的3-羟基成甙。原始皂甙在26位连接一个葡萄糖。在糖的连接方式上，当糖单元超过3个时，糖链多呈分支状态。关于糖的结构研究经常使用波谱分析（UV, IR, MS, ?JH1，D，Z?-NMR, ?JC13，D，Z?-NMR）及一些化学修饰反应（酸水解、碱水解、酶水解、甲基化、乙酰化、还原等）。过去甾体皂甙的结构研究主要依靠经典的化学反应。比如，通常用酶解的方法来研究F环开裂的呋甾皂甙，将呋甾皂甙与β-葡萄糖甙酶在37°保温2h，26位甙键可水解，从而将呋甾皂甙转化为相应的螺甾皂甙，其余位置的甙键多不发生变化。另外，选择具有特异性的酶进行酶水解也能确定末端糖的种类。酸水解分完全水解和部分水解。将皂甙用2N或4N的矿酸进行水解，水解液经薄层层析或制备成衍生物后气相层析，通过与标准单糖做对照即可确定含糖种类。如进行薄层扫描和气相层析定量还可获知各种糖的比例。对于含糖数较多的皂甙用稀酸进行部分酸水解，分离和鉴定水解后得到的一系列减掉不同糖的次级甙可以确定糖的连接顺序。全甲基化用于确定多糖甙中糖与糖之间的连接位置，甙键的构型以及糖的构象。乙酰化在皂甙的结构研究中应用很普遍，通常采用醋酐-吡啶进行全乙酰化，测定全乙酰化物的?JH1，D，Z?-NMR及H-HCOSY谱，与成甙羟基相连碳上的氢位于高场，而其它与乙酰化羟基相连碳上的氢明显向低场位移，可由此判断糖的连接位置。随着结构测定技术的不断完善和发展，波谱的方法日益显示出它的优越性。特别是近10年在核磁共振和质谱方面的进展尤为突出。应用快速原子轰击质谱（FAB-MS）可以得到皂甙的分子离子峰和一系列分子离子减去糖的碎片峰，由此可以确定糖与糖之间的连接顺序。二维核磁共振谱的出现，为解决含糖较多的甾体皂甙中甙键构型、糖与糖之间的连接顺序、连接位置等一系列结构研究中的问题，提供了简单、快速的方法。目前，我们鉴定一个皂甙，不需水解和衍生化，只要测定?JC13，G，Z?-NMR谱，C-H相关谱和HMBC谱就可以得到有关糖部分的全部结构信息。因此，可以节省样品和时间，加快了鉴定化合物的速度。
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