Osnovna komponenta ksantan gume je lanac ksantan polisaharida-prirodni polisaharid sastavljen od ponavljajućih pentasaharidnih jedinica. Polisaharidna kičma se sastoji prvenstveno od glukoze, dok bočni lanci koji se granaju od kičme sadrže manozu i glukuronsku kiselinu. Glukoza pruža strukturnu stabilnost i čini osnovni skelet, dok bočni lanci formirani od manoze i glukuronske kiseline ne samo da poboljšavaju trodimenzionalnu prostornu strukturu molekula, već i daju ksantan gumi jaku rastvorljivost u vodi i koloidna svojstva. Upravo ova jedinstvena polisaharidna struktura omogućava ksantan gumi da generiše visok viskozitet čak i pri niskim koncentracijama i da pokaže odličnu stabilnost.
Ostaci glukuronske kiseline unutar ksantan polisaharidnih lanaca sadrže karboksilne grupe; tokom obrade, ove karboksilne grupe mogu formirati soli sa metalnim jonima-kao što su natrijum, kalijum ili kalcij- da bi proizvele ksantan gumu. Ove karboksilatne grupe su primarni razlog zašto se ksantan guma otapa u vodi i formira koloidne disperzije. Oni daju ksantan gumi otpornost na kiseline, baze, soli i toplinu, a istovremeno uzrokuju da njena rješenja pokazuju različito ne-Newtonovsko ponašanje tečnosti. Nadalje, prilagođavanjem vrste i omjera različitih metalnih jona koji se koriste, viskoznost i reološka svojstva ksantan gume mogu se prilagoditi specifičnim zahtjevima različitih industrijskih sektora.
Pored primarnih polisaharidnih lanaca i karboksilatnih grupa, ksantan guma može sadržavati i količine zaostalih šećera, proteina ili neorganskih soli u tragovima; ovi manji sastojci obično potiču iz procesa mikrobne fermentacije ili prečišćavanja. Iako su prisutne u ekstremno niskim koncentracijama, ove komponente u tragovima mogu, u određenim primjenama, malo utjecati na viskozitet ili stabilnost rezultirajuće otopine.
