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食物中的天然苦味化合物，植物來源的主要是生物堿、萜類、糖苷類等，動物性的主要是膽汁。①咖啡堿、茶堿和可可堿都是嘌呤類衍生物，是食品中重要的生物堿類苦味物質。咖啡堿存在于茶葉、咖啡和可可中；可可堿存在于可可和茶葉中。都有興奮的作用。②柚皮苷和新橙皮苷是柑橘類果實中的主要苦味物質，柑橘皮中含量較多，都是黃烷酮糖苷類化合物，可溶于水。③啤酒所具有的苦味是由于酒花中含有的苦味物質，以及在釀造過程產生的苦味物質形成的。啤酒中的苦味物質主要是α-酸及其異構物。④膽汁是動物肝臟分泌并儲存在膽囊中的一種液體，味極苦，膽汁中苦味的主要成分是膽酸、鵝膽酸和脫氧膽酸。在畜、禽、水產品加工中稍不注意，破損膽囊，即可導致無法洗凈的苦味。

苦味呈味機理較為復雜，受苦味受體的影響，結構上完全不同的物質可以呈現出相同的苦味，且一些人只對某些苦味物質的苦味敏感，如6-丙基-2-硫尿嘧啶，而其他人對此物質質表現出較差的敏感性。苦味受體不僅自身具有疏水性，而且能吸附極性基。ElliotAdler等研究人員通過人鼠嵌合受體證明了T2Rs苦味受體的存在。T2Rs是七次跨膜受體，也即G蛋白偶聯受體（GPCRs）超家族中的成員。T2Rs表達具有選擇性，如在輪廓乳頭、葉狀乳頭和上顎味蕾中有15%-30%的受體細胞表達該受體，但在菌狀乳頭中只有不到10%的受體細胞表達該受體。單個味覺細胞能夠表達多種T2Rs受體，識別苦味配基的一個亞型的T2Rs數量很少，T2Rs大多在同一個受體細胞內聯合表達，這似乎說明不同的苦味物質能夠在相同的細胞中被感知。

日本北海道大學藥學部的科學家栗原堅三教授和桂木能久開發一種可以抑制苦味的物質,是由牛奶和大豆的某種成分合成的,是類脂物和蛋白質相結合的產物,叫做脂蛋白,其本身無味,將它與幾種苦味物質混合,原來苦的物質便可失去苦味,并經動物和人嘗試,證明這種脂蛋白確實具有抑制苦味的功能。2003年4月,美國新澤西州一個名為Linguagen的生物科技公司為它的一項味覺研究成果成功申請了專利,這是世界上第一種能阻礙舌頭感知苦味的腺苷酸化合物,這種腺苷酸化合物完全從天然物質中提取,主要來源是人類的乳汁。這種物質加入到咖啡或罐裝柑桔類水果中,人舌頭上感知苦味的味蕾會受到,苦味便不會傳播到人的大腦。從這種腺苷酸化合物誕生起,Linguagen公司已經找到了大約20種苦味抑制劑,并用于食物、飲料和藥品中。