I kernen af xanthangummi ligger dets polysaccharidkæde; dens rygrad består af glukoseenheder forbundet via -1,4 glykosidbindinger for at danne en lang, lineær kæde. Den lineære struktur af denne rygrad giver et stabilt stillads for hele molekylet, hvilket gør det i stand til at bevare dets intermolekylære arrangement og strukturelle integritet i vandige opløsninger. Det er netop denne stabile rygrad, der tillader xanthangummi at udvise bemærkelsesværdig viskositet og fremragende rheologiske egenskaber, selv ved lave koncentrationer. Strækker sig fra specifikke glucoseenheder langs denne rygrad, har xanthanmolekylet trisaccharidsidekæder sammensat af mannose, glucuronsyre og mannose. Glucuronsyreresterne i disse sidekæder bærer carboxylgrupper (–COOH), som kan danne salte med metalioner -såsom natrium, kalium eller calcium- og derved omdanne xanthansyre til xanthangummi. Disse sidekæder forbedrer ikke kun molekylets steriske struktur og opløselighed, men giver også xanthangummi ikke-newtonske væskekarakteristika; det betyder, at dets opløsninger udviser øget flydende virkning, når de udsættes for omrørings- eller forskydningskræfter, men bevarer deres konsistens, når de efterlades.
Carboxylatgrupperne i xanthangummi er centrale for dets molekylære funktionalitet. Ved at danne ioniske bindinger med metalioner opnår xanthangummi modstand mod syrer, baser og salte samt en vis grad af termisk stabilitet. Disse saltgrupper styrker molekylets stabilitet i vandige miljøer, hvilket gør det muligt for det at bevare sin kolloide struktur under komplekse forhold, mens de bibringer en bred vifte af funktioner, herunder emulgering, suspension og fortykkelse. Som følge heraf tjener xanthangummi samtidigt som et polymert polysaccharid og et funktionelt saltbaseret materiale-, der har betydelig værdi og anvendelse på tværs af fødevare-, medicinal-, kosmetik- og industrisektoren.
