Bensoesyra har molekylformeln C6H5COOH. Den består av en bensenring med en karboxylsyragrupp (-COOH) fäst till den. Kolatomerna i bensenringen är bundna till varandra genom kovalenta bindningar, och kolatomen i karboxylsyragruppen är bunden till syreatomerna genom kovalenta bindningar. Väteatomerna i karboxylsyragruppen är bundna till syreatomerna genom kovalenta bindningar. Det finns inga jonbindningar i bensoesyra.