氣味與化學結構之間存在某種關系，已有各種假說，但存在各自的缺陷，尚未定論。從使用香料的經驗及綜合大多數理論的要點，可將有香味的有機化合物分類為烴、醇、醛、酮、酯等，任一化合物在碳數約為 8 ～ 15 時香味最強，當然還需要一定的揮發性，有香物質的分子量約為 26～300 之間，可溶于水、乙醇、脂肪等介質。
    有香物質的分子存在的雙鍵、叁鍵、—OH、—CO、—NH、—SH等原子團稱為發香團或發香基（見表1），它們對嗅覺有不同的刺激；發香團在分子中的位置也影響香氣的強弱和品質，不過今天仍難對香氣與化學結構建立完善的關系。

                表 1 主要的發香團
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         雙 鍵        C=C                        ┃    醛               -CHO         
         叁 鍵        C≡C                        ┃   硫 醚          - S -        
          醇             -OH                         ┃   硝 基          -NO2           
          酚             -OH                         ┃   胺 類          -NH2     
          酮             -CO                         ┃    氰               -CN          
        羧 酸         -COOH                   ┃   異 氰          -NC           
          酯             -COOR                   ┃   硫 氰          -SCN          
        內 酯         -CO—O                  ┃   異硫氰        -NCS         
        硫 醇         -SH                         ┃    醚               -O -         
        鹵 素         -X                            ┃   雜環類                    
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    低級的烴幾乎無臭，越高級時，香氣越濃，在C8～C15之間最強，如碳鏈太長因揮發性不好，所以香氣減弱；通常鏈狀優于環狀，增加不飽和度時，香氣會增強。
    醇的羥基為強發香團，若有雙鍵、叁鍵，則更增強，反之，羥基數目增加時減弱，終成無臭；芳香族醇的香氣強于脂肪族；酚的羥基數目為 1 個時最強，低級羧酸有強香氣。酯類最常用為香料，芳香優于構成成分的酸、醇本身，醛及酮大都有強芳香性，含不飽和鍵的香氣優于鏈狀、環狀；內酯的結構與酯近似，香氣也近似，內酯環增大時，香氣增強，芳香性減少。
    大環狀麝香構成環的碳原子數目與香氣的關系很受注目，麝香酮、香靈貓酮等大環狀酮、黃葵內酯等大環狀內酯都是在構成環的碳數為14～17個時麝香香氣最強，太多太少都會減弱香氣。香氣也因分子的立體結構而有很大的差異，最近因得到高純度的化合物，異構體之間香氣的關系逐漸明確，薄荷腦的各個異構體，芳樟醇、橙花醇、香葉醇的異構體都在研究范圍內；香氣也受直鏈與支鏈的差別、雙鍵或叁鍵的位置差別、發香團的關系位置的影響，光學異構體之間的香氣差別也漸明確，有人研究了 l-薄荷腦與 d-薄荷腦、l-羧酸與 d-羧酸等的香氣差別。