白砂糖的主要成分是糖類，包括單糖、二糖和多糖。
單糖又分為五碳糖和六碳糖，五碳糖包括核糖(C5H10O5)和脫氧核糖(C5H10O4)，六碳糖包括葡萄糖和果糖，化學式為C6H12O6。二糖包括蔗糖和麥芽糖，化學式為C12H22O11，主要存在於植物細胞。乳糖也是二糖，化學式為C12H22O11，但存在於動物細胞。多糖包括澱粉、纖維素和糖元，化學式為(C6H10O5)n，澱粉和纖維素存在於植物細胞，而糖元存在於動物細胞。
此外，白砂糖每100克中含有能量400千卡、蛋白質0克、脂肪0克、碳水化合物400克、膳食纖維0克、膽固醇0毫克、灰分0克，以及少量的維生素和礦物質，如鈣20毫克、磷8毫克、鉀5毫克、鈉毫克、鎂3毫克等。