Le sucralose est un trichlorosucrose, il a pour base la structure du saccharose (sucrose en anglais) dont 3 groupes hydroxyles ont été substitués par 3 atomes de chlore. Sa formule chimique est C12H19Cl3O8 et sa masse molaire est 397,64 g·mol-1.
Le sucralose se présente sous une forme solide (poudre) blanche et inodore.
Sa température de fusion est de 130 °C.
Le sucralose est facilement soluble dans l'eau, le méthanol et l'éthanol et légèrement soluble dans l'acétate d'éthyle.
Le sucralose est plus stable à la chaleur que l’aspartame et dans une large gamme de pH. Cependant, il s'hydrolyse très lentement en solution aqueuse (0,3 % en 6 mois à pH 3 et à 20 °C) en oses chlorés, le 4-chloro-4-déoxygalactose (4-CG) et le 1,6-dichloro-1,6-dideoxyfructose (1,6-DCF). Il peut aussi subir certaines dégradations à des températures élevées. Il est beaucoup plus stable sous forme liquide ou lorsqu’il est mélangé avec de la maltodextrine.
Le sucralose a un pouvoir sucrant 500 à 600 fois plus élevé que le saccharose (à poids égal), soit 2 fois plus que la saccharine et 4 fois plus que l’aspartame. À quantité de matière égale, il a un pouvoir sucrant 1160 fois plus intense que le saccharose.
Bien que son profil sucrant soit très similaire à celui du saccharose, il s'en distingue par un développement plus lent de la saveur sucrée et une persistance plus longue.
Le sucralose ne favorise pas la formation de carie dentaire et est non calorigène.
Bien que le sucralose ait passé avec succès les examens minutieux de plusieurs organismes de contrôle nationaux et internationaux, quelques individus et organisations demeurent sceptiques quant aux risques pour la santé qu'il représente à long terme.
Le sucralose est un hydrate de carbone chloré. On croyait, initialement, que le sucralose était entièrement excrété après consommation. Pour cette raison, on ne pensait pas qu'il pouvait représenter le même risque pour la santé que d'autres composés chlorés (tels que le DDT et d'autres pesticides) qui ont la (mauvaise) propriété d'être stockés dans la graisse corporelle. La FDA a déterminé que jusqu’à 27% du sucralose ingéré peut être absorbé par le corps. Cette nouvelle information a relancé le débat quant aux dangers d’un niveau élevé de chlore dans le corps. Le chlore ionique est présent dans beaucoup d’aliments comme le sel de table par exemple. Le corps humain possède des mécanismes appropriés pour traiter le chlore ionique (élimination par l'urine, par exemple), mais le chlore présent dans le sucralose est lié de manière covalente avec le carbone et ne forme pas d'ions chlorures que les reins peuvent éliminer (urine).
Comme tous les additifs alimentaires, son innocuité a été testée par des agences de contrôle. Toutes ont trouvé qu’il est sans danger. Les résultats de plus de 110 études conduites sur des animaux ont été étudiés par la FDA avant de donner son approbation pour ce produit.
En Europe, c’est le Comité Scientifique de l’Alimentation Humaine qui a établi son innocuité en mars 2000. Le sucralose est considéré depuis décembre 1989 comme non cancérogène et sans potentiel génotoxique. Il est considéré comme non mutagène depuis 2000.
Le sucralose a une dose journalière admissible (DJA) de 0–15 mg·kg-1 de masse corporelle établie en 1990 par la JECFA et la dose journalière tolérable (NOAEL) est fixé à 1 500 mg·kg-1 de poids corporel par jour.