早期用于LPS化學結構研究的LPS主要來源于正常腸道菌群或引起胃腸道疾病的革蘭陰性細菌，開始于20 世紀60年代。在LPS化學結構的研究中，Otto Luderitz起到了開拓性的作用，他率-先明確提出LPS由三部分組成：即О特異性側鏈（O-specific sidechain）、基礎核心（basal core）和脂質A（lipid A）。

O特異性側鏈由幾個完-全相同的寡糖組成，曾被稱為重復單位（repeating units）。細菌間О特異鏈的結構有著明顯差異，其抗血清對相應細菌有很強的特異性，一般不與其他細菌反應。基于這種認識，Fritz Kauffmann建立了鑒定沙門菌血清型（serotypes）的方法。根據該方法，可將細菌分為不同的血清分型。О特異性鏈的差異也使相應的LPS具有獨-特的特性，Kauffmann、Luderritz和Westphal將此特性稱為LPS的化學表型（chemotypes）。

1975年，Stead發現，一些革蘭陰性細菌無О特異鏈。這些細菌的血清特異性是由LPS糖基化區的末端糖決定的。因為這些細菌LPS具有相對短的糖基鏈，Schneider（1984）將這種LPS稱為脂寡糖（lipooligo-saccharide，LOS）。

核心寡糖（core oligosaccharide）是 LPS的另一個結構部分。1967年，Luderitz和westphal等首-次提出了核心結構，認為核心由靠近О鏈的外核和靠Lipid A的內核組成。用于核心寡糖的結構特征研究的最-好-的實驗對象是腸道桿菌的Rough突變株。Rough突變株表現為不規則和粗糙的菌落形態，具有獨-特的血清學特征（與О抗原抗血清無反應）。其LPS為R型LPS，所有R型LPS均缺乏О特異鏈。1969年，West-phal和Luderitz進一步建立了提取R型LPS的方法，即酚-氯仿-石油（phenol-chloro-form-petroleum）法。

雖然，脂質A（Lipid A）早就被認為是LPS的毒性中心，但是，該觀點在很長時間內并未被廣泛接受。對其結構的認識較為困難，因而明顯晚于對О鏈和核心部分的認識。

Miles和Pirie可能是最先認識到脂質成分的科學家。早在1939年，他們利用礦物酸處理馬耳他布魯桿菌LPS時，發現了一種類似脂質的沉淀物。當時，Miles和Pirie并沒有將這種物質稱為LPS，而被稱為天然抗原（native antigen）。最早提出脂質A名稱的是Westphal和Luderitz。1954年，科學家利用礦物酸處理未降解的多糖，獲得了一種不溶于二-乙-醚和石油醚，但易溶于氯仿和吡啶的物質，為了區分另一種甲酰胺提取的脂質成分，前者被稱為脂質A，后者被稱為脂質B。脂質B后來被證明是磷脂酰乙醇胺。后來的研究證實，用酸處理LPS可使2-酮-3脫氧辛酸（Kdo）與脂質A間連接發生斷裂，產生脂質A沉淀物。

1958年，美國Carl Niemann在研究大腸桿菌LPS時提出了脂質A的化學結構： D-G1CN，磷，和（R）-3-羥十四烷酸。Westphal和Luderitz也發現沙門菌脂質A含有同樣成分。1969年，Jobst Gmeiner分析Sminnesota Re突變株LPS，首-次顯示脂質A含有一個D-G1CN二糖，二者β（1~6）互聯，在1'和4'位點上攜帶磷殘基。隨后在腸道桿菌和非腸道桿菌的LPS的脂質A均發現了同樣的結構。1983年，闡明了大腸桿菌脂質A完整的共價結構，分子量為1798。1990年，Chris RH Raetz通過生物合成脂質A進一步證實了脂質A的結構。