Son proteínas monoméricas de bajo peso molecular 20kDa, que corresponde aproximadamente a 175 aminoácidos) Su estructura tridimensional hidrosoluble consiste en una proteína globular monmérica constituida por un sandwich beta flanqueado por dos hélices alfa,^[4]​^[5]​^[6]​^[7]​^[8]​ una de las cuales, que se encuentra en el amino-terminal de la proteína, es la encargada de penetrar la membrana .
También se caracterizan, en general, por carecer de residuos de cisteína y tener un punto isoeléctrico básico, salvo raras excepciones, como la actinoporina de Sagartia rosea, cuyo punto isoeléctrico es ácido.^[9]​

Su mecanismo de acción es posiblemente el aspecto que causa más controversia entre aquellos que se dedican a este campo. Sin embargo, si se puede decir que en primer lugar las actinoporinas se unen a la membrana mediante el reconocimiento específico de moléculas de esfingomielina. A continuación, y es aquí donde reside la controversia, insertan la hélice alfa amino-terminal en la bicapa y posteriormente oligomerizan, formando poros cuyo número exacto de subunidades aún está por concretar.
Los poros producidos por las actinoporinas son catión-selectivos, de manera que únicamente dejan pasar a través de sí iones como el sodio (Na⁺) o el potasio (K⁺). Esto provoca un choque osmótico en la célula sobre la que estén actuando, produciéndole la muerte.