Các hợp chất hóa học chính trong Coca-Cola là natri xyclamat, acesulfame kali và E150D, là màu thực phẩm. Natri xyclamat và acesulfame kali đều là chất thay thế đường, trong đó natri xyclamat được sử dụng nhiều hơn chủ yếu là vì nó ngọt hơn đáng kể so với đường tự nhiên.
Hợp chất hóa học nổi tiếng nhất trong Coca-Cola là aspartame. Nó là một sản phẩm biến đổi gen được sử dụng như một chất làm ngọt nhân tạo. Một loại hóa chất chính khác trong Coca-Cola là 4-methylimidazole (4-MI). Nó được sử dụng để tạo màu cho Coca-Cola, nhưng cũng đã bị công chúng giám sát vì các nghiên cứu y tế đã chỉ ra rằng nó có thể có tác dụng phụ gây ung thư.
Coca-Cola chứa axit xitric, đó là lý do tại sao nó có thể gây hại cho răng nếu mọi người uống quá nhiều. Axit Orthophosphoric cũng được sử dụng như một hợp chất hóa học chính trong Coca-Cola để tạo cho nó một hương vị khác biệt. Natri benzoat có trong Coca-Cola, đóng vai trò như một chất bảo quản giúp giữ cho soda tươi trong thời gian dài.
Các chất phụ gia tạo mùi thơm không xác định cũng được sử dụng để sản xuất Coca-Cola, nhưng loại phụ gia được sử dụng vẫn chưa được biết rõ. Có một số thành phần khác trong Coca-Cola vẫn chưa được biết đến vì công ty giữ bí mật về công thức.
