对大多数增稠剂而言，它们的基本化学组成是单糖及其衍生物。常见的单糖包括葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、鼠李糖、毗甘前半乳糖，古洛糖醛酸、半乳精、半乳精醛酸等。如羟丙基二淀粉磷酸酯是淀粉衍生物；明胶的主要成分是蛋白质；果胶是膳食纤维的一种。
食品增稠剂都属于大分子物质，绝大多数进入人体后不被人体消化吸收，如果胶、瓜尔胶、卡拉胶等，其作用与膳食纤维类似。少数增稠剂例如明胶，能够被人体消化，但明胶主要成分是蛋白质，经过消化会分解为氨基酸，继而参与人体代谢，是能吸收利用的营养物质。
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