W przeciwienstwie do zwyklych bialek, te peptydy sa syntezowane bez udzialu aparatury translacyjnej przez syntetaza peptydowow nierybosomowych (NRPS nonribosomal peptide synthetases) z aminokwasow jako substratow.
NRP budowane sa zarowno przez aminokwasy bialkowe jak i niebialkowe: D-aminokwasy, aminokwasy modyfikowane N-metylacja i N-formylacja, czy tez glikozylowane, acylowane, hydroksylowane, a nawet halogenizowane. Czasami seryna jest modyfikowana przez dehydratacje co skutkuje powstaniem dehydroalaniny.
NRP sa często cykliczne, dodatkowo rozgalezione. Cyklizacja nie zawsze jest efektem zamkniecia lancucha wiazaniem peptydowym, ale bywa rozwiazana przez reakcje zamkniecia przez atomy tlenu czy siarki, ktore moga podlegac dalszemu utlenianiu lub redukcji.
NRP moga być takze dimerami albo trimerami identycznych sekwencji monomerowych, ktore sa zamkniete w pierscien lub rozgalezione.