Основният компонент на ксантанова гума е ксантанова полизахаридна верига-естествен полизахарид, съставен от повтарящи се пентазахаридни единици. Полизахаридният скелет се състои главно от глюкоза, докато страничните вериги, разклоняващи се от скелета, съдържат маноза и глюкуронова киселина. Глюкозата осигурява структурна стабилност и формира основния скелет, докато страничните вериги, образувани от маноза и глюкуронова киселина, не само подобряват три-пространствената структура на молекулата, но също така придават на ксантановата гума силна разтворимост във вода и колоидни свойства. Точно тази уникална полизахаридна структура позволява на ксантановата гума да генерира висок вискозитет дори при ниски концентрации и да проявява отлична стабилност.
Остатъците от глюкуронова киселина в ксантановите полизахаридни вериги съдържат карбоксилни групи; по време на обработката тези карбоксилни групи могат да образуват соли с метални йони-като натрий, калий или калций-за получаване на ксантанова гума. Тези карбоксилатни групи са основната причина ксантанова гума да се разтваря във вода и да образува колоидни дисперсии. Те придават на ксантанова гума устойчивост на киселини, основи, соли и топлина, като същевременно карат нейните разтвори да показват отчетливо не-Нютоново поведение на течности. Освен това, чрез регулиране на вида и съотношението на различните използвани метални йони, вискозитетът и реологичните свойства на ксантанова гума могат да бъдат пригодени да отговарят на специфичните изисквания на различни индустриални сектори.
В допълнение към първичните полизахаридни вериги и карбоксилатни групи, ксантанова гума може също да съдържа следи от остатъчни захари, протеини или неорганични соли; тези второстепенни съставки обикновено произхождат от процесите на микробна ферментация или пречистване. Въпреки че присъстват в изключително ниски концентрации, тези микрокомпоненти могат, при определени приложения, леко да повлияят на вискозитета или стабилността на получения разтвор.
