Структура і склад

Передбачувана відстань до хмари Оорта порівняно з усією іншою частиною Сонячної системи

Вважається, що хмара Оорта займає велику область на відстані від 2000-5000 а.  о, до 50 000 а. о. від Сонця. Деякі оцінки розміщують зовнішній край між 100 000-200 000 а. о. Ця область може бути поділена на сферичну зовнішню хмару Оорта (20 000-50 000 а. о.) і внутрішню хмару Оорта у формі тора (2000-20 000 а. о.). Зовнішня хмара слабко пов'язана з Сонцем і є джерелом довгоперіодичних комет, і, можливо, комет сімейства Нептуна. Внутрішня хмара Оорта також відома як хмара Гіллса, названа на честь Джека Гіллса, що припустив її існування 1981 року. Моделі передбачають, що у внутрішній хмарі в десятки або сотні разів більше кометних ядер, ніж у зовнішній; її вважають можливим джерелом нових комет для поповнення відносно мізерної зовнішньої хмари, оскільки вона поступово вичерпується. Хмара Гілла пояснює таку тривалість існування хмари Оорта протягом мільярдів років.
Зовнішня хмара Оорта, як припускають, містить кілька трильйонів ядер комет, більших 1,3 км (близько 500 мільярдів зі стандартною зоряною системою, яскравішою за 10,9), з середньою відстанню між кометами у кілька десятків мільйонів кілометрів. Її повна маса достеменно не відома, але, припускаючи, що комета Галлея - відповідний дослідний зразок для всіх комет зовнішньої хмари Оорта, очікувана об'єднана маса дорівнює 3×10²⁵ кг., або приблизно в п'ять разів більше маси Землі. Раніше вважалося, що хмара масивніша (до 380 земних мас), але новітні відомості про розподіл розмірів довгоперіодичних комет призвели до значно нижчих оцінок. Маса внутрішньої хмари Оорта наразі невідома.
Виходячи з проведених досліджень комет, можна припустити, що переважна більшість об'єктів хмари Оорта складаються з різних льодів, утворених такими речовинами, як вода, метан, чадний газ та ціановодень. Однак відкриття об'єкта 1996PW (астероїда з орбітою, більш типовою для довгоперіодичних комет) наводить на думку, що в хмарі Оорта можуть бути й кам'яні об'єкти. Аналіз співвідношення ізотопів вуглецю та азоту в кометах як хмари Оорта, так і сімейства Юпітеру показує лише незначні відмінності, попри те, що їх області походження віддалені одна від одної. Із цього випливає, що об'єкти цих областей утворилися з протозоряної молекулярної хмари. Цей висновок також підтверджено дослідженнями розмірів частинок у кометах хмари Оорта і нещодавнім зіткнення космічного зонда Deep Imac з кометою Темпля 1, що належить до сімейства Юпітера.