자작나무·떡갈나무·옥수수·벚나무·채소·과일 등 식물에 주로 들어 있는 천연 소재의 감미료로, 1890년대에 처음 알려졌다.
제2차 세계대전이 발발하면서 부족한 설탕의 대용품으로 연구되기 시작한 뒤, 당뇨병 환자용을 거쳐 1970년대 초부터 치의학 분야에 활용되면서 충치 예방에 적합한 천연 감미료로 인정받았다.
인체 내에서 포도당 대사의 중간 물질로 생성되기도 하지만, 주로 식물에 분포한다. 6개의 탄소로 만들어지는 6탄당인 포도당과 달리 5개의 탄소만으로 이루어진 특유한 5탄당 구조를 가지고 있다. 핀란드산(産) 자작나무에서 주로 추출했던 까닭에 일명 '자작나무 설탕'으로 부르기도 하는데, 당도는 설탕과 비슷하다.
추출과정은 먼저 자작나무를 잘게 쪼개 물에 넣고 가열한다. 그러면 다당체인 자일란이 분해되어 자일로스로 바뀐다. 이 자일로스를 여러 공정을 거쳐 순도를 높인 뒤 환원시키면 자일리톨이 된다. 현재는 자일란 외에 헤미셀룰로오스를 원료로 하거나 옥수수 등을 발효시켜 만드는 방법을 쓰고 있지만, 원자재의 부족현상으로 인하여 사탕수수나 코코넛 껍질 등을 이용해 원재료를 대체하는 방안을 활발히 연구 중이다.
자일리톨이 충치 예방에 효과가 있는 것은 5탄당 구조를 가지고 있기 때문이다. 충치는 충치균인 뮤탄스균이나 소르비누스균이 음식물에 들어 있는 포도당·과당 등을 먹고 배출하는 젖산이 치아의 표면을 부식시키는 현상을 말하는데, 충치균은 6탄당은 쉽게 분해하지만 5탄당인 자일리톨은 분해하지 못한다. 이로 인해 충치의 원인인 산(酸)이 발생하지 않고, 결국 영양소를 섭취하지 못한 충치균은 치아 표면에서 떨어져 나가게 된다. 더욱이 자일리톨은 입안을 시원하게 해 주는 청량 효과까지 있어 침 분비를 촉진하는 등 충치 예방에 적합해 충치 예방 식품의 첨가물로 이용되고 있다.
대표적인 예로는 자일리톨 성분이 함유된 츄잉껌을 들 수 있다. 한국에서도 2000년 이후부터 자일리톨껌이 유행하였는데, 연구 결과 양치질을 한 뒤 자일리톨껌을 씹으면 충치 예방에 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 자일리톨껌 외에 자일리톨 성분이 들어 있는 음료도 생산되고 있다. 핀란드·노르웨이·스웨덴 등 유럽 일부에서는 공식적인 인증제도도 이미 시행하고 있다.
