Lorsque le sucre est brûlé, des changements chimiques se produisent, selon que le sucre est brûlé dans une réaction de combustion complète ou incomplète. Lors d'une réaction de combustion complète, le sucre se transforme en CO2 et H20. Dans une réaction de combustion incomplète qui utilise moins de chaleur, une polymérisation annulaire et une carbonisation peuvent se produire.
Les chefs profitent du processus d'oxydation pour brûler les sucres. Le processus s'appelle "carmelisation" et fait ressortir des saveurs uniques lorsque le sucre est brûlé. Les sucres caramélisés tirent leur saveur des produits formés lors de la réaction, notamment les aldéhydes, les acides carboxyliques et les cétones. Tous les sucres sont des glucides, ayant du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène dans leurs rapports.