白樺や樫の木からとれるキシラン・ヘミセルロースという糖分から作られ、糖アルコールの一種で砂糖と同程度の甘さがあります。むし歯を予防する天然甘味料として、北欧諸国で多用され、チューイングガムやタブレットなどに使用されています。厚生労働省より食品添加物として認可されているほか、世界保健機関(WHO)や 国連食糧農業機関(FAO)もその効果を認めています。

ミュータンス菌（むし歯菌）は糖分を分解して酸を作り出し、これがう蝕（むし歯）のもとになりますが、キシリトールはミュータンス菌に分解されず酸産生の原料になりません。ミュータンス菌はエネルギーを使ってキシリトールを菌体内に取り込みますが利用できないために菌体外に捨て、再びエネルギーを使って取り込むことでエネルギーの無駄使いを繰り返します。これを無益回路といいます。この作用によりキシリトールはミュータンス菌の増殖やプラーク（歯垢）の形成を部分的に抑えます。

またキシリトールはカルシウムと結合して輸送することにより、歯の修復（再石灰化）も促します。
ほかの糖アルコールと同様に、口に入れると味覚が刺激されるため唾液分泌を促進します。吸収速度も遅いため血糖値の急上昇がなく、代謝するのにインスリンを必要としないので、糖尿病の人が摂取しても心配ありません。

むし歯予防のためには、キシリトールが50％以上配合されているガムまたはタブレット5～10gを毎食後に摂取し、これを継続するとよいといわれています。ただしキシリトール配合であっても砂糖や水飴など糖類が含まれていることがあるので注意が必要です。またプラーク自体を取り除くわけではありませんので、毎日のブラッシングは必須です。