A maior parte dos alimentos contém em sua composição substâncias aromáticas no seu estado in natura ou formadas através da preparação ou cocção do alimento. A composição química dos aromas é muito diversa e complexa, sendo formada por uma multiplicidade de substâncias químicas orgânicas responsáveis pelo tipo, tonalidade e intensidade dos sabores/odores das substâncias aromáticas. A maioria dos aromas conhecidos proporciona tanto sabor como odor, refletindo as substâncias que transmitem o mesmo sabor e aroma aos alimentos que o contêm ou os produtos naturais que os possuem.

O aroma e o sabor estão funcionalmente ligados, embora sejam anatomicamente separados. Formular qualquer tipo de alimento ou bebida envolve mais do que apenas o senso de paladar. É necessário considerar o aroma, a textura e, em muitos casos, a aparência. Todos esses fatores contribuem para a experiência sensorial geral do consumidor.

O paladar só consegue perceber cinco estímulos: salgado, doce, azedo, amargo e Umami e, por isso, muito das experiências que os consumidores experimentam quando ingerem o alimento ocorre pelo olfato e não pelo sabor, ou seja, o aroma é responsável pela caracterização do sabor do produto a ser ingerido, além de estar diretamente ligado ao prazer de comer e beber.

É percebido por células que revestem o nariz, ligadas a uma variedade de moléculas responsáveis pelo aroma. Essas células transmitem sinais elétricos para uma área específica do cérebro, chamada bulbo olfativo, que transfere mensagens para o centro de reconhecimento de odores do cérebro.

A detecção de aromas é altamente específica, cada molécula de aroma ativa um receptor específico em uma célula de membrana específica da mucosa nasal. Quando uma molécula de aroma se liga a um receptor, desencadeia uma sequência de eventos envolvendo proteínas de sinais especiais, chamadas proteínas G, que controlam a abertura ou o fechamento de canais na membrana celular.

Cada célula que reveste a cavidade nasal exibe apenas um tipo de receptor em sua superfície, o qual pode ser ativado por apenas um punhado de moléculas de aroma relacionadas. Como a maioria dos odores consiste em muitas moléculas que ativam diferentes células portadoras de receptores com diferentes intensidades, é possível reconhecer cerca de 10.000 aromas diferentes.

As células portadoras de receptores enviam projeções diretamente para o bulbo olfativo, o que explica a sensibilidade humana aos odores e por que é quase impossível separar o sabor do odor nos alimentos.

A maioria das moléculas de odor são compostos orgânicos volatizados que se formam naturalmente durante o amadurecimento das plantas, o desenvolvimento de óleos ou durante processos naturais, como a fermentação. A lista de bases químicas odorantes naturais conhecida é extensa, variando de álcoois, aldeídos, aminas, ésteres, éteres e óleos essenciais, ou qualquer outra substância que possa evaporar e atingir concentrações altas o suficiente para serem detectadas. Uma vez identificados, os produtos químicos responsáveis pelo aroma podem ser capturados e utilizados para melhorar a experiência alimentar.

Grande parte da atração e da importância dos aromas nos alimentos se deve ao impacto sensorial que produzem no consumidor, o que se traduz em "agradabilidade" ou "sensação agradável" ao consumir um determinado tipo de alimento.

Esse impacto sensorial é proporcionado pelos componentes do aroma, que ajudam a criar referências mais saudáveis e naturais, contribuem para mascarar gostos indesejados e proporcionam maior persistência aromática.

A composição química dos aromas é muito diversa e complexa, sendo formada por uma multiplicidade de substâncias químicas e orgânicas responsáveis pelo tipo, tonalidade e intensidade dos odores das substâncias aromáticas. Geralmente, incluem como substâncias químicas voláteis aldeídos, cetonas, álcoois, ésteres, ácidos, lactonas, tio compostos (contendo derivados químicos do enxofre) e nitro compostos (contendo derivados do nitrogênio), que proporcionam diferentes sensações olfativas em alimentos que os contêm.

Em muitos casos, o componente fundamental do aroma genuíno de um alimento está presente em quantidades muito pequenas, mas a sua ausência resultaria na perda da identidade do alimento ou na desfiguração do seu perfil aromático.

Na prática, a maioria dos aromas conhecidos proporciona tanto sabor como aroma e nesse sentido, a expressão "sabor" é usada cada vez com mais frequência, o que vem a refletir as substâncias que transmitem tanto sabor como aroma aos alimentos que contêm ou os produtos naturais que os possuem.

O aroma de um alimento provém de uma mistura complexa constituída por um grande número de compostos, podendo chegar em alguns alimentos a mais de 300. Cada composto participa de forma diferente na percepção global do aroma, em função da sua nota e potência olfativa, definida pela sua contribuição no odor do alimento. Não apresentam o mesmo impacto no perfil organoléptico de um produto, ou seja, um único composto, ou um pequeno grupo de compostos pode ser suficiente para reproduzir a nota típica de um alimento. Também ocorre frequentemente que a reunião de todos os compostos identificados não permite a constituição satisfatória do aroma.

As moléculas responsáveis pelo aroma são constituídas de um esqueleto hidrocarbonato que pode ser linear, cíclico ou aromático. A maior parte das funções químicas presentes nessas cadeias pode ser encontrada em sete grandes famílias: os alcoóis, os compostos carbonilados (principalmente os aldeídos), os ésteres, os éteres, os fenóis e os derivados sulfurados ou azotados.

As moléculas hidrocarbonadas não funcionalizadas são quase sempre derivados terpênicos, que permitem muito raramente descrever um aroma sozinho, suas propriedades organolépticas somente se revelam em associação com outros compostos. Das moléculas funcionais que representam tipicamente a nota do produto do qual são extraídas, pode-se citar, por exemplo, o cinamaldeído, o mentol ou o acetato de isoamila, que possuem, respectivamente, o odor de canela, de menta e de banana. Outras moléculas podem produzir uma nota geral que não é típica de um produto alimentício em particular.

Os heterocíclicos voláteis constituem igualmente uma família importante de moléculas odorantes, particularmente interessante no campo da química dos aromas. Representam mais de um quarto dos 5.000 compostos voláteis isolados e caracterizados até hoje nos alimentos. Possuem, geralmente, limiares de percepção baixíssimos, da ordem do ppb ou menos, e oferecem uma ampla gama de notas olfativas e/ou gustativas.

As estruturas dos heterocíclicos intervindo no campo da química dos aromas são diversas e variadas. O exame das substâncias odorantes identificadas nos alimentos deixa transparecer uma maior importância de algumas famílias de heterocíclicos, dentre as quais encontram-se as furonas, as lactonas, as piridinas, as pirazinas, os pirróis, as piranonas, as oxazolas e os tiazoles.

As furanonas são heterocíclicos muito presentes nos alimentos. Por exemplo, a sotolona 3-hidroxi-4,5-dimetil-2(5H)-furanona, composto quiral, cujos dois enantiômeros possuem odores comparáveis, porém patamares de percepção diferentes, é um aroma importante da cereja, do vinho e do café. Sua nota principal é um odor de caramelo, que desaparece quando o grupo hidroxilo é metilado.

Da mesma forma, as lactonas também apresentam grande interesse para a aromatização dos alimentos. Possuem notas características de manteiga, de óleo de coco e de numerosas frutas (pêssego, damasco, etc.). As lactonas identificadas em frutas apresentam uma configuração majoritariamente (R). Assim, a (R)-g-decalactona predomina no pêssego, enquanto a (S)-d-decalactona é presente no leite.

Alguns pirróis, piridinas e tiazolas apresentam odor de grelhado extremamente pronunciado, o qual pode ser atribuído a função acetila, carregada por um dos átomos de carbono situado em a do átomo de azoto. Mais de 80 derivados de pirazina foram identificados em um grande número de alimentos cozidos, como o pão, a carne, o café torrificado, o cacau ou as avelãs; são compostos aromatizantes extremamente potentes.

Devido a sua volatilidade, os heterocíclicos trazem uma forte contribuição à nota de cabeça dos alimentos onde estão presentes. São relativamente raros em frutas e legumes frescos e nunca foram encontrados em peras ou bananas. Em contrapartida, sua contribuição é predominante nos aromas dos compostos preparados por aquecimento, como o café, o cacau ou a carne.

A maior parte dos alimentos consumidos contém em sua composição componentes aromáticos, ou seja, possuem moléculas com 4n + 2 elétrons π (pi), sendo que todos os elétrons π devem pertencer ao mesmo plano. Caso possuam somente 4n elétrons π, são considerados antiaromáticos.

Os aromas são mais do que ingredientes básicos nos alimentos, são indicadores da sua personalidade, da sua autenticidade e da sua marca.