海藻糖有三种不同的正位异构体 (Anomers)，即α，α-海藻糖 (又叫蘑菇糖，Mycose)，α，β-海藻糖 (新海藻糖，Neotrehalose)和β，β-海藻糖 (异海藻糖，Isotrehalose)。海藻糖可以几种固体形式存在，最常见的是二水化合物。海藻糖的稳定性比蔗糖好，与氨基酸、蛋白质等混合在加热的条件下，也不会发生美拉德反应。其溶解度约是蔗糖的2/3，渗透压与蔗糖、麦芽糖等双糖相同，甜度只有蔗糖的45%左右，留在口中的后味较清爽。含两个结晶水的海藻糖不显示吸湿性，而无水海藻糖结晶有非常强的吸湿性，后者可作为干燥剂使用。

海藻糖具有抗干燥的作用，又具有良好的加工特性，化学性质稳定，不仅不发生美拉德反应，还能阻止还原糖和蛋白质的游离氨基反应，抑制美拉德反应的发生，而且由于甜度低，对食品的风味影响很少，在食品加工中的应用潜力主要是改进食品干燥工艺，加工出更好的食品。另外，含海藻糖的食品的复水速度也大大加快。 

海藻糖长期保鲜食物的原理是其可在常温下形成一种特殊的膜而将食物密封，同时还会析出黏液将其粘结和滋润，并将原有的细菌和随后沾染的细菌杀死。这种保护膜在常规湿度下非常稳定，并且还能将外来的热量辐射出去。因此，利用海藻糖保存食品不仅效果理想、操作简单，而且延长食品在货架上的保存期。由于海藻糖对产品的风味影响较少。因此，可以将它用于许多食品的防腐保藏。目前已成功地用于牛乳、禽蛋、番茄酱和肉制品的防腐保藏。高能量的干燥食品也可利用海藻糖保持其稳定性，同时还可增加其热能值。

目前使用的商品海藻糖，有含有二分子结晶水的结晶海藻糖和不含结晶水的无水海藻糖。其具有的理化性质如下：
（1）密度：结晶海藻糖1,512g/cm。
（2）熔点：结晶:海藻糖于130℃失水；无水海藻糖210.5℃。
（3）溶解热：结晶海藻糖:57.8KJ/mol，无水海藻糖53.4KJ/mol。
（4）甜度：相当于蔗糖的45%，是一种甜味柔和的优质糖质。其温和的甜味比砂糖更为持久，可改善高砂糖含量食品的甜腻感，与其他的甜味料配合!能将食品素材特有的味感提升出来。
（5）溶解性、晶体析出性：海藻糖易溶于水、热乙醇、冰醋酸，不溶于*、丙酮。海藻糖在水中的溶解度随温度变化较为明显。低温时在水中的溶解度比砂糖低，与麦芽糖相同。此外，海藻糖易于结晶，结晶性能良好。
（6）高玻璃化转变温度：海藻糖具有双糖中*的玻璃化转变温度，高达115℃，因而把海藻糖加入到其他的食品中时，能有效地提高其玻璃化转变温度，更容易形成玻璃化状态，可以发挥保持玻璃化，保持新鲜度的作用。
（7）低吸湿性和保水性：二水结晶海藻糖在相对湿度92%以下无吸湿性，而无水海藻糖在相对湿度30%以上有吸湿性。这一性质使其既具有低吸湿性。又具有高保湿性功能。
（8）耐热、耐酸性：于100℃加热24h海藻糖仍可保存99%以上。这种特殊的分子结构赋予了海藻糖分子极强的稳定性，是天然二糖中最稳定的分子。
（9）着色性：海藻糖不会引起美拉德反应。和甘氨酸于100℃反应90min不呈色，和聚蛋白胨120℃反应90min不呈色，有利于保持食品色泽，适合于须加热处理或高温保存的食品、饮料等