Химико-технологические системы обладают сложной структурой, которая содержит множество операторов и многочисленные комбинации разнообразных связей между ними. В ходе разработки ХТС из набора альтернативных структур стараются получить оптимальную систему с минимальным, но необходимым набором операторов и связей, достаточных для ее нормального функционирования.
Существует несколько форм представления структур: вербальное, графическое (топологическое) и описание в виде матрицы. Вербальное (словесное) описание используют при документальном оформлении технологической схемы, которая является одним из разделов технологического регламента. Графические методы наиболее наглядны и информативны. В этом случае структуру изображают схематически.
В зависимости от элементного состава, характера связей и предназначения различают функциональные, операторные, структурные и технологические схемы. Все эти схемы являются этапами синтеза и анализа ХТС.