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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。