海藻糖有3种光学异构体，分别是α，α-海藻糖（蘑菇糖，Mushroom Sugar）、α，β-海藻糖（新海藻糖，Neotrehalose）和β，β-海藻糖（异海藻糖，Isotrehalose）。其中只有α，α-海藻糖在自然界中以游离状态存在，即为通常所说的海藻糖，广泛存在于各种生物体中，包括细菌、酵母、真菌和藻类以及一些昆虫、无脊椎动物和植物中，尤其在酵母中含量较多，面包和啤酒等发酵食品及虾类等也含有海藻糖。α，β-型和β，β-型在自然界中很少见，仅在蜂蜜和蜂王浆中发现了少量的α，β-型海藻糖，α，β-型和β，β-型这两种海藻糖可以化学合成。