面包烘烤时发生的美拉德反应和焦糖化反应是香气产生的化学根源。美拉德反应是氨基酸与还原糖在140-165°C下的复杂反应，生成数百种香气化合物：吡嗪类带来坚果香，呋喃类呈现焦糖味，含硫化合物则产生肉香般的浓郁气息。同时，面粉中的淀粉在加热时发生焦糖化，产生太妃糖般的甜香。酵母发酵产生的酒精和有机酸在加热时形成酯类，贡献果香。若面包含有黄油、牛奶等成分，其中的脂肪氧化也会释放特有香气。有趣的是，刚出炉的面包香气最浓，但此时食用并非最佳——高温会掩盖部分细腻风味，且内部二氧化碳未完全消散。冷却10-15分钟后，挥发性物质达到平衡，口感也因淀粉回生而更具嚼劲。工业化生产的面包常添加酶制剂来增强烘烤香气，而传统法棍仅用面粉、水、盐、酵母四种原料，却能通过工艺激发最纯粹的小麦本香。
