白酒的主要成分是乙醇和水，二者约占总量的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，决定了酒的度数，含量越高，酒度越高，酒性越强烈。有些人认为酒度越高，酒的质量就越好，这是一种错误的看法。酒分子与水分子在酒53°-54°时亲合力最强，酒的醇和度好，酒味最谐调，茅台酒就巧妙地利用了这一点。
据《本草纲目》记载：“烧酒非古法也，自元时创始，其法用浓酒和糟入甑（指蒸锅），蒸令气上，用器承滴露”。中国白酒之酒液清澈透明，质地纯净、无混浊，口味芳香浓郁、醇和柔绵、剌激性较强，饮后余香，回味悠久。
白酒中的微量成分含量不到2%，其中包括高级醇、有机酸、酯类、多元醇、酚类及其他族化合物。虽然含量极少，但对白酒质量却有极大影响，决定白酒的香气和口味，构成白酒的不同香型和风格。
酯
白酒中的香味物质，数量最多、影响最大的是酯类。一般优质白酒的酯类含量都比较高，平均为0.2%-0.6%。普通固态白酒比液态白酒的酯含量高一倍，优质白酒又比普通固态白酒的酯含量高一倍，所以优质白酒的香味浓郁。
酸
酸是白酒中的重要呈味物质，它与其他香味物质共同构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，则酒味粗糙。适量的酸在酒中能起到缓冲的作用，可消除饮后上头和口味不谐调等现象。酸还能促进酒质的甜味感，但过酸的酒甜味减少，也影响口味。一般名优白酒的酸含量较高，超过普通液态白酒的二倍。乙酸和乳酸是白酒中含量最大的两种酸，多数白酒的乙酸超过乳酸，优质白酒的乳酸含量较高。小曲白酒，如米香型的湘山酒等，乳酸含量为乙酸的二倍左右。
多元醇
多元醇在白酒中呈甜味。白酒中的多元醇类，以甘露醇（即己六醇）的甜味最浓。多元醇在酒内可起缓冲作用，使白酒更加丰满醇厚。多元醇是酒醅内酵母酒精发酵的副产物。酒醅的低温发酵有利于这些醇甜物质的生成，发酵缓些，发酵期长些，多元醇的积累也较高。
高级醇
白酒中的高级醇是指碳链比乙醇长的醇类，其中主要是异丁醇和异戊醇，在水溶液里呈现油状物，所以又叫杂醇油。各种高级醇都有各自的香气和口味，是构成白酒的香气成分之一。多数高级醇似酒精味，但有些醇有苦味或涩味。因此白酒中杂醇酒的含量必须适当，不能过高，否则将带来苦涩怪味。但是，如果白酒中根本没有杂醇油或其含量过少，酒味将会十分淡薄。白酒中醇、酯、酸的比便也要适当，通常质量较好的白酒，高级醇：酯：酸=1.5：2：1较为适宜。
此外，酚类化合物也给白酒以特殊的香气。