Il componente principale della gomma xantana è la catena del polisaccaride xantano-un polisaccaride naturale composto da unità pentasaccaridiche ripetute. La struttura polisaccaridica è costituita principalmente da glucosio, mentre le catene laterali che si diramano dalla struttura contengono mannosio e acido glucuronico. Il glucosio fornisce stabilità strutturale e costituisce lo scheletro fondamentale, mentre le catene laterali formate da mannosio e acido glucuronico non solo migliorano la struttura spaziale tridimensionale della molecola, ma conferiscono anche alla gomma xantana una forte solubilità in acqua e proprietà colloidali. È proprio questa struttura polisaccaridica unica che consente alla gomma xantana di generare un'elevata viscosità anche a basse concentrazioni e di mostrare un'eccellente stabilità.
I residui di acido glucuronico all'interno delle catene del polisaccaride xantano contengono gruppi carbossilici; durante la lavorazione, questi gruppi carbossilici possono formare sali con ioni metallici-come sodio, potassio o calcio-per produrre la gomma xantana. Questi gruppi carbossilato sono la ragione principale per cui la gomma xantana si dissolve in acqua e forma dispersioni colloidali. Conferiscono alla gomma xantana resistenza agli acidi, alle basi, ai sali e al calore, facendo sì che le sue soluzioni mostrino un comportamento fluido non-newtoniano distinto. Inoltre, regolando il tipo e il rapporto dei vari ioni metallici utilizzati, la viscosità e le proprietà reologiche della gomma xantana possono essere personalizzate per soddisfare le esigenze specifiche di diversi settori industriali.
Oltre alle catene polisaccaridiche primarie e ai gruppi carbossilato, la gomma xantana può contenere anche tracce di zuccheri residui, proteine o sali inorganici; questi costituenti minori provengono tipicamente dai processi di fermentazione o purificazione microbica. Sebbene presenti in concentrazioni estremamente basse, questi componenti in tracce possono, in alcune applicazioni, influenzare leggermente la viscosità o la stabilità della soluzione risultante.
