苦味呈味机理较为复杂，受苦味受体的影响，结构上完全不同的物质可以呈现出相同的苦味，且一些人只对某些苦味物质的苦味敏感，如6-丙基-2-硫尿嘧啶，而其他人对此物质质表现出较差的敏感性。苦味受体不仅自身具有疏水性，而且能吸附极性基。ElliotAdler等研究人员通过人鼠嵌合受体证明了T2Rs苦味受体的存在。T2Rs是七次跨膜受体，也即G蛋白偶联受体（GPCRs）超家族中的成员。T2Rs表达具有选择性，如在轮廓乳头、叶状乳头和上颚味蕾中有15%-30%的受体细胞表达该受体，但在菌状乳头中只有不到10%的受体细胞表达该受体。单个味觉细胞能够表达多种T2Rs受体，识别苦味配基的一个亚型的T2Rs数量很少，T2Rs大多在同一个受体细胞内联合表达，这似乎说明不同的苦味物质能够在相同的细胞中被感知。