As fenotiazinas são estruturas tricíclicas.

Seus derivados são obtidos a partir da substituição no átomo de carbono de um dos anéis benzeno na posição 2 (R1) e átomo e no átomo de nitrogênio do anel piridínico na posição 10(R2).

A substituição em R1 é essencial à atividade antipsicótica.

As fenotiazinas podem ser divididas em três grupos, de acordo com o tipo de substituição no nitrogênio aromático (R2). Podem ser alifáticas, piperidínicas ou piperazínicas, o que determina a potência e suas ações famacológicas.

As fenotiazinas com cadeias laterais mais curtas em R2, são psicóticos, porém mais sedativos.