現代科學技術雖還未能全理解焦糖反應的機理，但對非酶褐變反應的前期機理及反應生成物卻已有了明確的認識。一般認為，焦糖反應有兩種類型：一類是在有胺伴隨下的美德拉反應，即由葡萄糖+NH3-R生成雪夫氏堿，進一步加熱生成N-取代葡基胺；另一類是純焦糖化反應（單純地加熱葡萄糖的焦化反應），即在相當高的高溫下（大約200℃）使碳水化合物產生醛類，然后縮合成染色成份。兩類反應能產生醛類和二羰基化合物，但美拉德反應滲入含氨成份，此反應機制可粗略地歸納為3步：
1、啟動反應。A、糖-氨結合；B、阿馬都利（Amadori)分子重排反應。
2、降解反應產生具有強紫外光吸收的無色物，釋放二氧化碳。C、糖脫水。D、環開裂。
3、縮合反應形成高分子量的強染色成份。E、醛醇縮合；F、醛-氨聚合和含氨雜環化合物的形成。
根據上述原理，現代焦糖色的制造方法大致有以下幾種：
1、常壓法，即開口鍋生產的方法。一般是用一只熱交換器上面載1個開口的分離器，在常壓下將糖料加熱到一個溫度值時，加入氨水，繼續加熱到終點。目前大多數生產廠采用的是類似此種方法。但常壓法的溫度難控制，質量不穩定，粘度大，應用不方便，大規模工業生產不宜采用此法。但國外某些品種也有采用此法的。
2、加壓法。此法系將糖料置于具有攪拌器的
反應鍋內，以蒸汽加熱（亦有以油浴加熱）到相應溫度后加入不同的技術助劑，保溫一段時間，達到終點后，出料過濾并冷卻到38℃
以下包裝。不同的技術助劑，不同的溫度，不同的保溫時間，不同的PH值，可以獲得不同的產品，這些工藝參數是被高度保密的技術。目前，國外的許多高質量焦糖都是用加壓法生產的，近年才開始學習此法，但能大批量生產的單位還不多。
3、擠壓法。此法系將糖料喂入具有螺旋桿的擠壓機，經數分鐘的高溫后被噴出并磨碎，獲得含水3%左右的粉末焦糖。也可以用淀粉或糊精作原料而制得。目前有少數單位用噴霧干燥或真空烘干法少量生產固體焦糖，其工藝不夠成熟，產品質量、包裝方面存在不少問題，因此固體焦糖未形成生產能力。
