Chất làm ngọt tự nhiên chủ yếu bao gồm hai loại: rượu đường (chẳng hạn như sorbitol và erythritol) và rượu không{0}}đường (chẳng hạn như steviol glycoside và mogroside). Chúng được đặc trưng bởi lượng calo thấp và chỉ số đường huyết thấp, nhưng vẫn nên tránh ăn quá nhiều.
Vì xi-rô tinh bột thường được sử dụng nên điểm đóng băng của nó thấp hơn so với sucrose nên không nên sử dụng với số lượng lớn. Nói chung, tốt nhất nên thay thế 1/4 lượng sucrose. Trong trường hợp này, 1,5 kg xi-rô tinh bột có thể thay thế khoảng 1 kg đường sucrose. Khi sử dụng cùng nhau đường sucrose và xi-rô tinh bột, kết cấu của kem sẽ tốt hơn, đồng thời còn có ưu điểm là ngăn chặn sự suy giảm chất lượng trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Vị ngọt cũng bị ảnh hưởng bởi loại hoặc số lượng nguyên liệu thô khác. Hầu hết các loại kem trái cây, sherbet hoặc kem trái cây có chứa nước ép trái cây đều có độ ngọt giảm do tính axit nên cần bổ sung chất làm ngọt cho phù hợp. Đối với các sản phẩm chứa cacao hoặc nước ngọt, có vị đắng đậm thì nên tăng lượng sucrose từ 2% đến 3% so với kem thông thường. Hơn nữa, thực tế đã chỉ ra rằng thêm 0,5% muối (dựa trên hàm lượng đường) vào dung dịch 20% đường sẽ tạo ra vị ngọt mạnh nhất. Đối với chất rắn sữa không béo, muối, với lượng nhỏ, có thể làm tăng vị ngọt, trong khi lượng lớn sẽ làm vị ngọt yếu đi. Để cải thiện hương vị, tăng sự đa dạng hoặc giảm chi phí, nhiều chất làm ngọt như mật ong, saccharin, cyclamate, meringue, stevia và aspartame được sử dụng kết hợp. Đường chiếm khoảng một nửa tổng lượng chất rắn trong thành phần kem, bao gồm cả lactose từ sữa. Là chất làm ngọt, đường ảnh hưởng đến độ đặc của pha liên tục và ở một mức độ nào đó, ảnh hưởng đến kích thước của tinh thể đá và sự kết tinh của đường sữa trong kem đông lạnh.
Theo Bách khoa toàn thư Baidu, chất làm ngọt tự nhiên là chất ngọt có nguồn gốc từ các chất chuyển hóa thực vật hoặc vi sinh vật và có thể được chia thành rượu đường và rượu không{0}}đường. Rượu đường bao gồm sorbitol (50%-độ ngọt của sucrose) và erythritol (độ ngọt 60%-70% của sucrose), trong khi rượu không đường bao gồm steviol glycoside (độ ngọt gấp 150-300 lần của sucrose) và mogroside (độ ngọt gấp 240 lần sucrose).