Kjernekomponenten i xantangummi er xantan-polysakkaridkjeden -et naturlig polysakkarid som består av gjentatte pentasakkaridenheter. Polysakkaridryggraden består først og fremst av glukose, mens sidekjedene som forgrener seg fra ryggraden inneholder mannose og glukuronsyre. Glukose gir strukturell stabilitet og danner det grunnleggende skjelettet, mens sidekjedene dannet av mannose og glukuronsyre ikke bare forbedrer molekylets tredimensjonale romlige struktur, men også gir xantangummi sterk vannløselighet og kolloidale egenskaper. Det er nettopp denne unike polysakkaridstrukturen som gjør det mulig for xantangummi å generere høy viskositet selv ved lave konsentrasjoner og å vise utmerket stabilitet.
Glukuronsyrerestene i xantanpolysakkaridkjedene inneholder karboksylgrupper; under behandlingen kan disse karboksylgruppene danne salter med metallioner-som natrium, kalium eller kalsium-for å produsere xantangummi. Disse karboksylatgruppene er hovedårsaken til at xantangummi løses opp i vann og danner kolloidale dispersjoner. De gir xantangummi motstand mot syrer, baser, salter og varme, samtidig som de får løsningene til å utvise distinkt ikke-newtonsk væskeoppførsel. Videre, ved å justere typen og forholdet mellom de forskjellige metallionene som brukes, kan viskositeten og de reologiske egenskapene til xantangummi skreddersys for å møte de spesifikke kravene til forskjellige industrisektorer.
I tillegg til de primære polysakkaridkjedene og karboksylatgruppene, kan xantangummi også inneholde spormengder av restsukker, proteiner eller uorganiske salter; disse mindre bestanddelene stammer typisk fra de mikrobielle fermenterings- eller renseprosessene. Selv om de er tilstede i ekstremt lave konsentrasjoner, kan disse sporkomponentene, i visse applikasjoner, påvirke viskositeten eller stabiliteten til den resulterende løsningen.
