Het werkingsmechanisme van zoetstoffen is voornamelijk gebaseerd op hun vermogen om zich te binden aan zoete receptoren op menselijke smaakpapillen. Wanneer zoetstofmoleculen zich aan deze receptoren binden, veroorzaken ze een reeks biochemische reacties die uiteindelijk een ‘zoet’ signaal naar de hersenen sturen. Vanwege de variërende chemische structuren van verschillende zoetstoffen varieert ook de manier en sterkte van hun binding aan zoete receptoren, wat resulteert in verschillende zoetheidsprofielen. Het is belangrijk op te merken dat hoewel zoetstoffen de zoetheid van sucrose kunnen nabootsen, hun metabolische routes en fysiologische effecten in het menselijk lichaam aanzienlijk verschillen van die van sucrose.