تشمل المحليات المستخدمة في الآيس كريم السكروز وشراب النشا والجلوكوز والفركتوز والسيكلامات والأسبارتام (APM)، وما إلى ذلك. تتميز هذه المحليات المختلفة بحلاوة وخصائص وظيفية مختلفة، والتي لها تأثير مهم للغاية على اللون والرائحة والطعم والشكل والملمس والحفاظ على المنتج. تختلف المحليات المختلفة في الحلاوة والخصائص الأخرى، مما يؤثر أيضًا على استخدامها، ولكن لا يوجد معيار علمي للمقارنة. هذه مسألة ذوق وإحساس عصبي. يحب الناس حلاوة السكروز ويستخدمون السكروز عمومًا كمعيار للإشارة إلى الاختلاف في الخصائص النسبية. بافتراض أن حلاوة السكروز هي 100، فإن حلاوة الجلوكوز هي الأدنى عند 70. الفركتوز هو أحلى السكريات الطبيعية، وأحلي أيزومره -هكسان الفركتوز هو 180. ومع ذلك، في المحلول المائي، يوجد الفركتوز في حالة متوازنة من خمسة أيزومرات: اثنان أيزومرات خماسية وبنية سلسلة مفتوحة-. -الأيزومر السداسي الحلقي للفركتوز البلوري له أعلى حلاوة، لكنه في المحلول المائي يتحول إلى أيزومرات أخرى ذات حلاوة أقل، وبالتالي يقلل من حلاوته. ولذلك، فإن الأدبيات تدرج حلاوة الفركتوز على أنها 120-150، وهو أمر غير متسق لأن التحول بين الأيزومرات يكون أسرع في درجات الحرارة المرتفعة. يوجد الجلوكوز في محلول مائي على شكل أيزومرين دوريين وبنية مفتوحة السلسلة. يوجد السكروز في محلول مائي كبنية واحدة فقط.
تتلامس المحليات فقط مع براعم التذوق في حالة مذابة، مما ينتج عنه إحساس حلو، ويصل بسرعة إلى ذروة حلاوته، ثم يختفي بسرعة. عند وضع المشروب البارد في الفم، يذوب جزء منه في اللعاب فينتج حلاوة؛ وبعد أن يختفي هذا، يذوب جزء آخر، مما يسمح بالشعور بالحلاوة لفترة أطول. تختلف طبيعة الحلاوة هذه بين المحليات المختلفة. عندما يتلامس السكروز مع براعم التذوق، فإنه ينتج مستوى عاليًا من الحلاوة خلال ثانية واحدة، ويصل إلى ذروته، ثم ينخفض، ويختفي بعد حوالي 30 ثانية. عندما يتلامس الفركتوز مع براعم التذوق، يتم إدراك الإحساس بالحلاوة بشكل أسرع من السكروز، حيث يصل إلى ذروته بسرعة، ثم ينخفض ويختفي بنفس السرعة. كلاهما حلو، لكن حلاوتهما مختلفة؛ حلاوة الفركتوز أقرب إلى حلاوة الفاكهة. يعد هذا الارتفاع والانخفاض السريع في حلاوة الفركتوز ميزة في بعض التطبيقات، مما يسمح للنكهات الأخرى بأن تصبح نافذة المفعول بسهولة أكبر دون أن يتم حجبها، وفي بعض الحالات، تقليل كمية المنكهات باهظة الثمن المضافة مع الاستمرار في تحقيق نتائج جيدة. عندما يتلامس الجلوكوز مع براعم التذوق، فإن الإحساس بالحلاوة يشبه طعم السكروز، لكنه يرتفع ببطء أكبر، ليصل إلى قمة أقل، ثم ينخفض ويختفي ببطء أكبر. محاليل الجلوكوز ماصة للحرارة، وتنتج إحساسًا بالتبريد، وهي خاصية مرغوبة في بعض التطبيقات؛ على سبيل المثال، تحتوي بعض المحليات أيضًا على النعناع لخلق تأثير تبريد. يستخدم الجلوكوز في مضغ العلكة. فكل غرام من الجلوكوز المذاب في الماء يمتص 25.2 سعرة حرارية، وهي الأعلى بين السكريات.
في الوقت الحالي، يعد السكروز هو المُحلي الأكثر استخدامًا، ويستخدم عادةً بنسبة 15% إلى 16%. يمنح السكروز المنتجات ملمسًا ناعمًا وهو مادة تحلية عالية الجودة-وغير مكلفة. كمية السكروز المستخدمة يمكن أن تقلل من درجة تجمد خليط الآيس كريم. نظرًا لخصائص مكافحة التبلور- والحلاوة المعتدلة لشراب النشا، فإنه غالبًا ما يستخدم لاستبدال السكروز جزئيًا في الخارج، ويتم الآن اعتماد هذه الممارسة على نطاق واسع من قبل مصنعي الآيس كريم المحليين. بما أن شراب النشا لديه نقطة تجمد أقل من السكروز، فلا ينبغي استخدامه بكميات زائدة؛ بشكل عام، يعد استبدال حوالي ربع السكروز أمرًا مثاليًا. في هذه الحالة، يمكن أن يحل 1.5 كجم من شراب النشا محل حوالي 1 كجم من السكروز. يؤدي استخدام كل من شراب السكروز والنشا معًا إلى الحصول على ملمس أفضل للآيس كريم ويساعد على منع تدهور الجودة أثناء التخزين والنقل. تتأثر الحلاوة أيضًا بنوع المكونات الأخرى وكميتها. معظم أنواع الآيس كريم مثل السوربيه أو الشربات أو آيس كريم الفاكهة التي تحتوي على عصير الفاكهة لها طعم حامض يقلل من الحلاوة، وبالتالي تتطلب إضافة المحليات. بالنسبة للمنتجات التي تحتوي على الكاكاو أو الشراب الحلو، والتي لها طعم مر قوي، ينصح بزيادة كمية السكروز بنسبة 2% إلى 3% مقارنة بالآيس كريم العادي. علاوة على ذلك، أظهرت الممارسة أن إضافة 0.5% ملح (على أساس محتوى السكر) إلى محلول سكر 20% ينتج أقوى حلاوة. بالنسبة لمواد الحليب الصلبة غير الدهنية، فإن الأملاح بكميات صغيرة يمكن أن تزيد الحلاوة، بينما الكميات الكبيرة تضعفها. لتحسين النكهة أو زيادة التنوع أو تقليل التكاليف، يتم استخدام العديد من المحليات مثل العسل والسكرين والسيكلامات والمرنغ والستيفيا والأسبارتام معًا. يشكل السكر حوالي نصف إجمالي المواد الصلبة في مكونات الآيس كريم، بما في ذلك اللاكتوز الموجود في الحليب. كمحلي، يؤثر السكر على تماسك المرحلة المستمرة، وإلى حد ما، يؤثر على حجم بلورات الثلج وبلورة اللاكتوز في الآيس كريم المجمد.