因為無糖飲料只是不加糖，而以代糖食品代替，使食品同樣有甜味。通常說的糖就是指白砂糖、蔗糖、葡萄糖、砂糖等。無糖就是沒有添加以上這些糖，而是添加的代糖。無糖飲料的代糖種類主要是阿斯巴甜，甜味是蔗糖的150到200倍。
市面上無糖飲料的甜味，主要來源于甜味劑，一種不會被人體代謝吸收的低熱量代糖，符合無糖食品的標準。代糖的甜度可達蔗糖的幾百倍，而常見甜味劑可以分為天然代糖和人工代糖兩種，天然代糖包括赤蘚糖醇、木糖醇、甜菊糖苷等，人工代糖包括安賽蜜、阿斯巴甜、三氯蔗糖等。其中，天然代糖的成本更高，食用更安全。
無糖飲料是指不含蔗糖即淀粉水解的糖類，如葡萄糖、麥芽糖、果糖等等，一般采用糖醇和低聚糖等不升高血糖濃度的甜味劑作為糖的替代品，例如蘇打水、木糖醇飲品等都可以稱作無糖飲料。
判斷無糖飲料是不是真的無糖，主要看配料表是否有常見糖類：白砂糖、蔗糖、乳糖、果糖等，或是糖精、糖漿這類濃縮糖溶液。也可以看營養成分表上的糖含量，但要注意，成分表中的碳水化合物含量不等于糖含量，不要將二者混淆。
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