Die wichtigsten chemischen Verbindungen in Coca-Cola sind Natriumcyclamat, Acesulfam-Kalium und E150D, ein Lebensmittelfarbstoff. Natriumcyclamat und Acesulfam-Kalium sind beides Zuckeraustauschstoffe, wobei Natriumcyclamat mehr verwendet wird vor allem, weil er deutlich süßer als natürlicher Zucker ist.
Die bekannteste chemische Verbindung in Coca-Cola ist Aspartam. Es ist ein gentechnisch verändertes Produkt, das als künstlicher Süßstoff verwendet wird. Ein weiteres wichtiges chemisches Pfund in Coca-Cola ist 4-Methylimidazol (4-MI). Es wird verwendet, um Coca-Cola seine Farbe zu verleihen, ist aber auch in die öffentliche Aufmerksamkeit geraten, weil medizinische Studien gezeigt haben, dass es mögliche krebserregende Nebenwirkungen hat.
Coca-Cola enthält Zitronensäure, weshalb es bei zu viel Trinken schädlich für die Zähne sein kann. Orthophosphorsäure wird auch als eine der wichtigsten chemischen Verbindungen in Coca-Cola verwendet, um ihr einen ausgeprägten Geschmack zu verleihen. In Coca-Cola ist Natriumbenzoat enthalten, das als Konservierungsmittel dient und das Soda über einen längeren Zeitraum frisch hält.
Unbekannte aromatische Zusatzstoffe werden auch zur Herstellung von Coca-Cola verwendet, aber die Art der verwendeten Zusatzstoffe ist unbekannt. Es gibt mehrere andere Zutaten in Coca-Cola, die unbekannt bleiben, weil das Unternehmen das Rezept geheim hält.