化学名称为L-天门冬酰-L-苯丙氨酸甲酯。分子式为C₁₄H₁₈N₂O₅，相对分子质量为294.31。常温下为白色结晶颗粒或粉末，微溶于水和乙醇。阿斯巴甜的稳定性随温度升高而降低，pH对阿斯巴甜的稳定性影响也较大，强酸或强碱都不利于其稳定。

1965年，一位美国化学家偶然发现阿斯巴甜具有甜味。其甜味与蔗糖有所不同，可持续较长时间。通过与其他甜味剂复配，可获得与蔗糖更接近的口感。阿斯巴甜的甜度约为蔗糖的200倍，因其甜度高、热量低，被作为代糖品广泛应用于乳制品、糖果、饮料、含片、口香糖等食品中。阿斯巴甜在高温条件下会分解而失去甜味，不适用于高温烘焙和烹制的食品。

阿斯巴甜在体内可迅速代谢为天冬氨酸、苯丙氨酸和甲醇。因其代谢产物甲醇及苯丙氨酸具有毒性，阿斯巴甜的安全性一直存在争议，但通常食品中阿斯巴甜的用量极低，因此在许多国家被允许使用。中国在GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中要求添加阿斯巴甜的食品应标明“阿斯巴甜（含苯丙氨酸）”，每日允许摄入量为0～40毫克/千克体重。