白酒的主要成分是乙醇和水，二者約占總量的98%以上。乙醇即酒精，是白酒中含量最多的成份，微呈甜味。乙醇含量的高低，決定了酒的度數，含量越高，酒度越高，酒性越強烈。有些人認為酒度越高，酒的質量就越好，這是一種錯誤的看法。酒分子與水分子在酒53°-54°時親合力最強，酒的醇和度好，酒味最諧調，茅臺酒就巧妙地利用了這一點。
據《本草綱目》記載：“燒酒非古法也，自元時創始，其法用濃酒和糟入甑(指蒸鍋)，蒸令氣上，用器承滴露”。中國白酒之酒液清澈透明，質地純凈、無混濁，口味芳香濃郁、醇和柔綿、剌激性較強，飲后余香，回味悠久。
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白酒中的微量成分含量不到2%，其中包括高級醇、有機酸、酯類、多元醇、酚類及其他族化合物。雖然含量極少，但對白酒質量卻有極大影響，決定白酒的香氣和口味，構成白酒的不同香型和風格。
1、 酯
白酒中的香味物質，數量最多、影響最大的是酯類。一般優質白酒的酯類含量都比較高，平均為0.2%-0.6%。普通固態白酒比液態白酒的酯含量高一倍，優質白酒又比普通固態白酒的酯含量高一倍，所以優質白酒的香味濃郁。
2、酸
酸是白酒中的重要呈味物質，它與其他香味物質共同構成白酒所特有的芳香。含酸量小的酒，酒味寡淡，后味短;含酸量大的酒，則酒味粗糙。適量的酸在酒中能起到緩沖的作用，可消除飲后上頭和口味不諧調等現象。酸還能促進酒質的甜味感，但過酸的酒甜味減少，也影響口味。一般名優白酒的酸含量較高，超過普通液態白酒的二倍。乙酸和乳酸是白酒中含量最大的兩種酸，多數白酒的乙酸超過乳酸，優質白酒的乳酸含量較高。小曲白酒，如米香型的湘山酒等，乳酸含量為乙酸的二倍左右。
3、多元醇
多元醇在白酒中呈甜味。白酒中的多元醇類，以甘露醇(即己六醇)的甜味最濃。多元醇在酒內可起緩沖作用，使白酒更加豐滿醇厚。多元醇是酒醅內酵母酒精發酵的副產物。酒醅的低溫發酵有利于這些醇甜物質的生成，發酵緩些，發酵期長些，多元醇的積累也較高。
4、高級醇
白酒中的高級醇是指碳鏈比乙醇長的醇類，其中主要是異丁醇和異戊醇，在水溶液里呈現油狀物，所以又叫雜醇油。各種高級醇都有各自的香氣和口味，是構成白酒的香氣成分之一。多數高級醇似酒精味，但有些醇有苦味或澀味。因此白酒中雜醇酒的含量必須適當，不能過高，否則將帶來苦澀怪味。但是，如果白酒中根本沒有雜醇油或其含量過少，酒味將會十分淡薄。白酒中醇、酯、酸的比便也要適當，通常質量較好的白酒，高級醇：酯：酸=1.5：2：1較為適宜。
此外，酚類化合物也給白酒以特殊的香氣。
