Mezi sladidla používaná ve zmrzlině patří sacharóza, škrobový sirup, glukóza, fruktóza, cyklamát, aspartam (APM) atd. Tato různá sladidla mají různou sladkost a funkční vlastnosti, které mají mimořádně důležitý vliv na barvu, vůni, chuť, tvar, texturu a konzervaci výrobku. Různá sladidla mají rozdíly ve sladkosti a dalších vlastnostech, které také ovlivňují jejich aplikaci, ale neexistuje žádný vědecký standard pro srovnání. To je věc vkusu a nervů. Lidé mají rádi sladkost sacharózy a obecně používají sacharózu jako standard k označení rozdílu v relativních vlastnostech. Za předpokladu, že sladkost sacharózy je 100, je sladkost glukózy nejnižší na 70. Fruktóza je nejsladší z přírodních cukrů a její nejsladší izomer -hexanfruktóza je 180. Ve vodném roztoku však fruktóza existuje ve vyváženém stavu pěti izomerů: dvou pentacyklických{9}struktur je -hexacyklický izomer krystalické fruktózy má nejvyšší sladkost, ale ve vodném roztoku se přeměňuje na jiné izomery s nižší sladkostí, čímž se snižuje její sladkost. Proto literatura uvádí sladkost fruktózy 120-150, což je nekonzistentní, protože přeměna mezi izomery je rychlejší při vyšších teplotách. Glukóza existuje ve vodném roztoku jako dva cyklické izomery a struktura s otevřeným řetězcem. Sacharóza existuje ve vodném roztoku pouze jako jedna struktura.
Sladidla přicházejí do kontaktu s chuťovými pohárky pouze v rozpuštěném stavu, vytvářejí sladký pocit, rychle dosahují nejvyšší sladkosti a pak rychle mizí. Když je studený nápoj držen v ústech, část se rozpustí ve slinách, čímž vznikne sladkost; poté, co toto zmizí, další část se rozpustí a umožní tak cítit sladkost po delší dobu. Tato povaha sladkosti se u různých sladidel liší. Když se sacharóza dostane do kontaktu s chuťovými pohárky, vytvoří vysokou úroveň sladkosti během jedné sekundy, dosáhne svého vrcholu a poté klesá a zmizí asi po 30 sekundách. Když se fruktóza dostane do kontaktu s chuťovými pohárky, sladkost je vnímána rychleji než u sacharózy, rychle dosahuje svého vrcholu, pak stejně rychle klesá a mizí. Oba jsou sladké, ale jejich sladkost se liší; sladkost fruktózy se blíží ovoci. Tento rychlý nárůst a pokles sladkosti fruktózy je v některých aplikacích výhodou, což umožňuje, aby ostatní ochucovadla snadněji působila, aniž by byla maskována, a v některých případech snižuje množství přidaných drahých ochucovadel a přitom stále dosahuje dobrých výsledků. Když se glukóza dostane do kontaktu s chuťovými pohárky, je pocit sladkosti podobný jako u sacharózy, ale stoupá pomaleji, dosahuje nižšího vrcholu, pak klesá a mizí pomaleji. Roztoky glukosy jsou endotermické a vytvářejí chladivý pocit, což je v některých aplikacích žádoucí vlastnost; například některá sladidla obsahují také mátu pro vytvoření chladivého efektu. Glukóza se používá ve žvýkačkách; každý gram glukózy rozpuštěný ve vodě absorbuje 25,2 kalorií tepla, což je nejvíce mezi cukry.
V současnosti je nejběžněji používaným sladidlem sacharóza, která se obvykle používá v množství 15–16 %. Sacharóza dodává produktům jemnou texturu a je vysoce-kvalitním a levným sladidlem. Množství použité sacharózy může snížit bod tuhnutí zmrzlinové směsi. Vzhledem k antikrystalizačním vlastnostem a jemnější sladkosti škrobového sirupu se v zahraničí často používá k částečné náhradě sacharózy a tuto praxi nyní hojně přebírají domácí výrobci zmrzliny. Protože škrobový sirup má nižší bod tuhnutí než sacharóza, neměl by se používat v nadměrném množství; obecně je ideální nahradit asi 1/4 sacharózy. V tomto případě může 1,5 kg škrobového sirupu nahradit přibližně 1 kg sacharózy. Společné použití sacharózy a škrobového sirupu má za následek lepší texturu zmrzliny a pomáhá předcházet degradaci kvality během skladování a přepravy. Na sladkost má vliv i druh a množství dalších přísad. Většina sorbetů, šerbetů nebo ovocných zmrzlin obsahujících ovocnou šťávu má kyselou chuť, která snižuje sladkost, a proto vyžaduje přidání sladidel. U výrobků s obsahem kakaa nebo sladkého sirupu, které mají výrazně hořkou chuť, je vhodné zvýšit množství sacharózy o 2 % až 3 % oproti běžné zmrzlině. Navíc praxe ukázala, že přidání 0,5% soli (vztaženo na obsah cukru) do 20% roztoku cukru vytváří nejsilnější sladkost. U netučné mléčné sušiny mohou soli v malých množstvích zvýšit sladkost, zatímco velké množství ji oslabit. Pro zlepšení chuti, zvýšení rozmanitosti nebo snížení nákladů se v kombinaci používá mnoho sladidel, jako je med, sacharin, cyklamát, meringue, stévie a aspartam. Cukr tvoří asi polovinu celkových pevných látek v přísadách zmrzliny, včetně laktózy z mléka. Cukr jako sladidlo ovlivňuje konzistenci spojité fáze a do určité míry ovlivňuje velikost ledových krystalků a krystalizaci laktózy ve mražené zmrzlině.