全诗分为三部分：一、首三句孤儿慨叹自己偶然生在世上，偏偏数他命苦。以慨叹之语带起全篇，一开始就引人进入充满悲剧气氛的情境之中。二、“父母在时”至“当兴校计”，历叙孤儿年年月月、无休无止地遭受兄嫂种种虐待，是诗的主体部分。三、“乱”词以孤儿不堪兄嫂折磨的绝望心绪作结，既贯连第二部分的叙事，又与第一部分慨叹之词遥为呼应。
其中第二部分又可分为这样三段：
第一段从“父母在时”至“孤儿泪下如雨”。孤儿的生活以父母去世为界线分成截然不同的两个时期。“乘坚车，驾驷马”，未必完全是实际情形的写照，更可能是孤儿在留恋昔日安乐生活时产生的一种心理映象，但也说明了他当年在家中娇子的地位。父母死后，他即刻沦为兄嫂不化钱雇用的奴婢仆役。“南到九江，东到齐与鲁”，是诉说他行贾路途遥远。“头多虮虱，面目多尘”，正写出他一路上餐风宿露的艰辛。可是寒冬腊月回到家中，他却“不敢自言苦”，兄嫂的冷酷和孤儿的畏惧，由此可见。回家后，孤儿得不到片刻休息，兄嫂又将一大堆繁重的家务推到他身上，刚在“高堂”置办好饭菜，又赶紧奔向“殿下堂”去照管马匹。用“行取”二字将“办饭”和“视马”二件活连在一起，于不间断中更显出促迫和匆忙，如见孤儿气喘吁吁不堪劳累之状。孤儿生活从“乘坚车，驾驷马”沦为“行贾”、“视马”，今昔对照异常鲜明，这比单单状说诸般苦事，更能激起心灵的震荡。
第二段从“使我朝行汲”至“下从地下黄泉”。孤儿冒寒到远处取水，朝出暮归。他双手为之皴裂，脚上连双草鞋都未穿，踩着寒霜，心中哀切。更有甚者，覆盖在寒霜下的荆棘无情地扎进他的腿，拔去后，其刺却折断在胫肉中，剧痛难忍，这使孤儿更加悲哀，泪涕涟涟。兄嫂只把他当作供使唤的工具，从未关心过他的寒暖，他冬天没有短夹袄御寒，夏天没有单衣遮体。诗中“足下无菲”、“冬无复襦，夏无单衣”，三个“无”字概括了孤儿一年四季衣着褴褛不完的苦状。他的生活毫无乐趣，因此产生了轻生的念头。如果说第一段“泪下如雨”尚表现为一种哀感，第二段“下从地下黄泉”则已经转为厌生，这表明孤儿的心绪朝着更消沉的方向作了发展。
第三段从“春气动”至“当兴校计”。阳和流布，绿草萌芽，从寒冻中苏醒过来的大自然出现一派欣欣向荣的景象。然而孤儿的生活却依然是那祥困苦，三月里他要采桑养蚕，六月里又要收菜摘瓜，这是言其大端。诗歌接着叙述收瓜一事，笔笔生哀。孤儿受兄嫂驱迫去收瓜是一悲；年幼体弱，不堪其劳，致使瓜车翻倒，此又一悲；路人不予相助，反而趁机白吃其瓜，此更是一悲。孤儿本当斥责路人不义之行，然身单力薄，不足与之抗衡，只好转而苦苦哀乞于人；然而，值此社会崩溃之际，谁还跟你讲仁义道德、仁义亲爱，不仅不帮忙反而乘乱抢瓜，社会的冷漠与人情的淡薄可见一斑。这对当今社会的也是一种警示。作者如此周详委折，描写入微，极状孤儿悲苦，严厉抨击了社会与人性的黑暗面，是汉乐府成功运用细节叙述故事、刻画人物突出的一例。
这一段与最后的“乱”词叙事连贯，并反映出孤儿心理的进一步变化。孤儿哀乞路人还他瓜蒂，好让他带回家去点数，冀望因此而减轻兄嫂对自己的贵罚。“独且急归”，是说孤儿要赶快回家去，以便在兄嫂风闻覆瓜之事前向他们说明事由。然而当他走近居地，已听见兄嫂“譊譊”怒骂声——他们已经得知此事，不会再听孤儿的解释，等待他的凶毒的后果可想而知。孤儿在投诉无门的境况下，再一次想到已故的父母，想到轻生，这与前面“父母已去”和“下从地下黄泉”相互回应，同时也表现出孤儿覆瓜之后，其心理由侥幸到绝望的急剧转变。
全诗采用第一人称讲述的方式，较完整地反映出孤儿命运的线型流程。作品艺术上的这种构思与主人公孤儿的身份正相适宜，因为孤儿的痛苦不仅表现在他平时干活的繁重劳累，还反映在他无人可与诉说，无人愿与交谈的孤独处境；他的痛苦也不单是来自一时一地突发的事端，在长年累月供人驱使和遇到的大量琐碎细事中都无不伴有他哀痛的泪水。故作者选择自述方式，通过许多生活琐事来反映孤儿痛苦的一生，更具有真实感。
此诗还有一个特点，讲述者话题中心比较分散。一会儿写不堪兄嫂使唤，一会儿写他自己体貌瘦羸龌龊，衣饰不完，一会儿写郁结心头的悲怆怨怒，这三部分内容依次出现构成一个周期，整首诗主要就由它们回复迭现的变化而组成。孤儿话题中心的分散，一方面反映了他因痛苦而变得烦乱无绪的心境，另一方面，这种讲述方式正是智力尚弱的未成年人谈话的特点，与他的年龄恰好相合。
作品语言浅俗质朴，句式长短不整，押韵较为自由，具有明显的口语型诗歌的特征。