La principale différence entre les deux formes est le schéma des rimes. Le sonnet de Pétrarque a un schéma de rimes d'ABBAABBA où les lignes se terminant par "A" riment les unes avec les autres, tout comme les lignes se terminant par "B". Le sonnet shakespearien a un schéma de rimes alternées de ABABCDCDEFEFGG, se terminant par un couplet de rimes.
Les deux formes de sonnet sont toujours écrites en pentamètre iambique, qui se compose de 10 syllabes, en cinq paires de syllabes accentuées et non accentuées, dans chaque ligne. Au-delà de cela, et peut-être d'un sujet partagé, les deux diffèrent grandement dans leurs formes tout en étant toujours considérés comme le même type de poème.
La spécificité du schéma de rimes Pétrarque, qui a été nommé et inventé par le poète italien Pétrarque, fonctionne très bien avec la langue italienne car elle a la capacité de rimer beaucoup plus librement que ce qui est habituellement possible en anglais. Les huit premières lignes, appelées l'octave, présentent un argument ou une question après quoi il y a un tournant ou une volta. La question ou l'argument est alors répondu par le sestet, les six dernières lignes.
En comparaison, le sonnet shakespearien s'appuie fortement sur le couplet final qui expose, réfute ou éclaire souvent les 10 premières lignes du sonnet.