自2003年一种G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR) ——甜味受体Tas1R2/3被发现后，对于甜味觉感知分子机理的认识有了突破性的进展，即甜味分子与位于口腔味蕾受体细胞细胞膜上的甜味受体(taste receptor 2 and 3, Tas1R2/3)相互作用并激活受体，进而引起胞内与甜味受体互作的G蛋白激活。G蛋白随后激活磷脂酶Cβ2，后者催化4,5-二磷酸磷脂酰肌醇水解为三磷酸肌醇和二脂酰甘油，三磷酸肌醇进一步诱发胞内钙释放、细胞的去极化以及神经突触的激活等一系列信号转导反应，并最终引起甜味觉感知的产生。不仅人的味觉酸甜苦辣咸鲜，甚至包括所有的视觉，听觉，嗅觉都是由口舌眼耳鼻中的膜受体GPCR或者膜通道之类与外源分子结合后将信号传递给脑中枢决定的，特定的化学结构结合特定的受体或者膜通道，产生特别的神经冲动引起感觉。 这类在舌味蕾上有一类专司甜味的受体蛋白，TAS1R1至TAS1R3如果能够与分子稳定结合这类受体就能够产生甜味感觉。但是,，即使在舌头上放上糖， 也能使它没有甜的感觉．请把一粒冰糖放在舌头中央试试, 放一粒盐也可以．怎么样? 感觉不出甜、咸味吧。这是因为舌头的中央不能分辨出甜酸苦辣。舌头也有构造上的或是叫做生理上的特性。有一门叫化学的学科, 它是研究物体的性质及其变化的学问。
已有数种小分子甜味剂分子在受体上的结合位点(binding site)被报道。例如，蔗糖、三氯蔗糖、D-色氨酸、人工合成甜味剂阿斯巴甜(天冬氨酰苯丙氨酸甲酯)以及纽甜(二甲基丁基天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯)结合于Tas1R2受体的VFTM结构域，而甜蜜素、新橙皮苷二氢查耳酮以及甜味抑制剂lactisole作用于Tas1R3受体的跨膜区域。糖的甜味来源于多元醇的结构，比如类似的木糖醇，甘油，山梨醇都有甜味。 以上结果表明，甜味受体上可能具有多个可以结合甜味分子的位点对不同分子产生味觉。而阿斯巴甜与蔗糖等相比甜度强可能因为其分子小同时也能够比较强更紧的结合受体蛋白从而产生高甜度。
长期以来，人们就试图弄清楚这个问题，可是时至今日，此谜仍然没有揭开。早在20世界60年代，就有人提出了糖之所以甜，是因为糖类分子中都含有多羟基，多羟基中两个氢原子之间有一定的距离，这个距离恰好能与舌头上的味觉感受器形成化学吻合物。这种化学吻合物可以刺激味觉感受器，使其产生脉冲，进而由神经将脉冲传入大脑，使人感到甜味。 这一理论产生后就遇到许多挑战，有许多事实难以用此理论加以解释。比如糖精，它的甜度是蔗糖的 500倍，过去曾用作糖的代用品。但它不是糖类，它是邻磺酰苯甲酰亚胺，分子结构中根本没有多羟基。
