在《甜蜜素》這篇文章曾提及甜味的AH-B理論，呈苦味的化合物和甜味物質相似，也有一個能形成氫鍵的基團(Hydrogen bond donor, AH)，同時也必須含有一個陰電性很強的基團(路易斯鹼B)，這二類基團在空間上必須滿足一定的立體化學要求，才能與味蕾上的苦味接受體結合。
呈苦味的化合物一般具有：亞硝酸根(-NO2)、硫氫基(-SH)、硫基(-S)、氮基(-N)、雙硫基(-S-S-)、氨基(-NH2)和磺酸基(-SO3H)等官能基團。
苦味也是許多食品的風味特性之一，可由各種不同之有機或無機化合物提供。食品中的苦味物質一大部分來自植物性食材，如：
1. 咖啡因(caffeine)：普遍存在於茶與咖啡中，常被用作品評試驗苦味標準品。
2. 奎寧(quinine)：也常被用作品評試驗苦味標準品和苦味添加劑。
3. 可可鹼(theobromine)：是可可中主要的生物鹼，其賦予巧克力苦味與澀味。
4. 啤酒中的苦味物質：主要源於啤酒花(hop)中的蛇麻酮(humulone)的衍生物（α-酸和β-酸），α-酸有強烈的苦味和防腐能力，久置空氣中可自動氧化，其氧化產物的苦味增強；β-酸具有抑菌、防腐的作用。
5.柑橘中的苦味物質：主要有柚皮苷(naringin)、新橙皮苷(neohesperidin)及苦味劑，為風味改良劑，其可用於食品及飲料之添加劑。
哺乳動物能感知鹹、酸、甜、苦、鮮等口味（註：貓無法感知甜味），這五種味覺感知模式中，苦味感知具有特別重要的作用。因為很多天然有毒物質都具有苦味，這種厭惡的反應有助於演化成為一種防禦機制來避免有害物質的攝入。如果從進化的觀點來看，或許遠古生物無法辨別苦味，但在基因變異的過程中，若有一個生物體由於基因變異而產生能夠識別苦味的 味覺感受器，一旦族群攝食有毒植物時，只有這個生物不吃毒物於是生命就能存留了下來，牠就能把識別苦味的感受器遺傳給了牠的後代。
至於“良藥苦口”，這句成語出自《孔子家語·六本》：「良藥苦口利於病，忠言逆耳利於行」，在那個年代都是使用中藥，其中有不少是採集自植物。植物所含有的生物鹼、萜類、糖苷類、苦味肽類都具有藥理反應，由於生物鹼大都嚐起來有苦味，萜類化合物也是（有的還非常苦，ex.靈芝），因此中藥大多苦口。 但是「藥即是毒，藥可救命，也可致命」，所以劑量的拿捏有嚴格的限制。加上大部份的生物鹼或多或少對人體會有毒性，所以用藥的劑量需謹慎。（註：良藥苦口，苦口卻未必是良藥）
接著來瞭解西藥的部分，具有酸性或鹼性基團的藥物若是藥物不溶於水就必須進行「成鹽修飾」的步驟。在鹼性藥物中，脂肪胺基的鹼性強會修飾成無機酸鹽，這種藥物大多具有苦味。若是具有芳香胺基的藥物由於毒性強，基於其鹼性較弱會修飾成有機酸鹽來降低毒性，這種有機鹽類的苦味大多來自於含氮官能基；至於不含氮的有機鹽（以鹽酸鹽最為廣泛，例如四環素），也大多因為陽離子的半徑大而呈苦味（ex.氯化鎂、氯化鈣都有苦味）。因此，只要經過“成鹽修飾”的藥物大多會具有苦味。
結論：由於人類對苦味的感受閾值極低，我們的味覺系統對於苦味的敏感程度遠超過其他的味覺（常溫下味覺閥值：鹹-氯化鈉0.05%、酸-檸檬酸0.0025%、甜-蔗糖0.1%、苦-奎寧0.0001%），加上生物本能對於苦味的厭惡感，於是就產生了藥物都是苦的刻板印象。其實中藥的甘草是甜的，其所含的甘草素(Glycyrrhizin)之甜度將近是蔗糖的100倍，主治補脾益氣、滋咳潤肺。另外，西藥的止咳糖漿也是甜的^^