Glykoluril har molekylformeln C4H6N4O2 och en molekylvikt på endast 142 Dalton. Liten i storleken, ändå är den "fullutrustad". Dess skelett består av två sammansmälta imidazolidinonringar, och dess fullständiga systematiska namn är en hel mun: tetrahydroimidazo[4,5-d]imidazol-2,5-(1H,3H)-dion. Enkelt uttryckt är det som en bicyklisk struktur intrikat vävd av kol, kväve och syre, med två amidgrupper på varje sida - som fungerar som både protondonatorer och protonacceptorer.
Det är just denna "dubbla karaktär" som ger glykoluril extraordinär kemisk affinitet. Det kan generera starka intermolekylära interaktioner med lösta ämnen genom flera vätebindningar, ungefär som en miniatyr "molekylär handskakningsanordning", som ger naturliga förankringspunkter för efterföljande funktionella modifieringar. När det gäller fysikaliska egenskaper har glykoluril en smältpunkt över 300 grader och uppvisar utmärkt termisk stabilitet. Dess löslighet i vatten vid rumstemperatur är endast cirka 1,8 g/L, vilket gör den till en typisk "svårlöslig spelare". Även om denna egenskap kan verka som en svaghet, gör den faktiskt glykoluril till ett utmärkt val för att förbereda stationära faser för gaskromatografi - hög termisk stabilitet, stabil kolonnprestanda och god separationsförmåga för ett brett spektrum av organiska föreningar såsom alkaner, aromater, alkoholer och estrar. Den är särskilt skicklig på att särskilja positionella isomerer och fungerar som en "mästare på autentisering" gömd i en kromatografisk kolumn.