CMC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型高分子化合物，化合物分子量从几千到百万不等。分子的单位结构为图1所示。
CMC属于天然纤维素改性，目前联合国粮农组织（FAO）和世界卫生 组织（WHO）已正式称它为“改性纤维素”。羧甲基纤维素钠的合成方法是 由德国人E.Jansen于1918年发明的，并于1921年获准专利而见诸于世，此后便在欧洲实现商业化生产。
CMC当时只为粗产品，作胶体和粘结剂使用。1936-1941年，羧甲基纤维素钠工业应用研究相当活跃，发表了几个相当有启发性的专利，第二次世界大战期间，德国将CMC用于合成洗涤剂中作为抗再沉积剂，并作为某些天然胶（如明胶，阿拉伯胶）的代用品，使CMC工业得到很大的发展。
美国Hercules公司于1943年开始CMC的工业生产，并于1946年生产精制羧甲基纤维素钠产品，该产品被认可为安全食品添加剂。
CMC因具有许多特殊性质，如增稠、粘结、成膜、持水、乳化、悬浮等，且本身无毒、无嗅、不易发酵、热稳定性好等特点而被广泛应用于石油、地质、日化、食品、医药等行业，被誉为“工业味精”。
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CMC的结构特性
CMC为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体，是一种大分子化学物质，能够吸水膨胀，在水中溶胀时可以形成透明的黏稠胶液，水悬浮液的pH值为6.5-8.5。该物质不溶于乙醇、乙醚、丙酮和氯仿等有机溶剂。
固体CMC对光及室温较稳定，在干燥的环境中，可以长期保存。CMC是纤维素醚的一种，通常是以短棉绒（纤维素含量高达98%）或木浆为原料，通过氢氧化钠处理后再与一氯乙酸钠反应而成，化合物分子量 6400（±1000）。通常有两种制备方法：水煤法和溶媒法。也有其他植物纤维被用于制备CMC。
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功能特性及应用
CMC在食品应用中不仅是良好的乳化稳定剂、增稠剂，而且具有优异的冻结、熔化稳定性，并能提高产品的风味，延长贮藏时间。
1974年，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）经过严格的生物学、毒理学研究和试验后，批准将纯CMC用于食品，国际标准的安全摄入量（ADI）是25mg/kg体重/日。
2.1 增稠和乳化稳定性
食用CMC对含油脂蛋白质的饮料可以起到乳化稳定的作用。这是因为CMC溶解在水里后成为一种透明的稳定胶体，蛋白质粒子在胶体膜的保护下成为 带同一电荷的粒子，就可以使蛋白质粒子处于稳定状态。它又有一定得乳化作用，所以同时又可降低脂肪和水之间的表面张力，使脂肪充分乳化。
CMC可以提高产品的稳定性，这是由于当产品的pH值偏离蛋白质的等电点时，羧甲基纤维素钠能与蛋白质形成一种复合结构，这种结构可以使产品的稳定性提高。
2.2 提高膨松度
将CMC用于冰淇淋中，可以提高冰淇淋的膨胀度，改进融化速度，赋予良好的形感和口感，并可以在运输和存储过程中控制冰晶的大小和生长，使用量按总量的0.5%的配比添加。
这是由于CMC具有较好的保水性、分散性，将胶体中的蛋白粒子、脂肪球、水分子有机地结合起来，形成一个均匀稳定的体系。
2.3 亲水性和复水性
CMC的此种功能性质一般用于面包生产，可使蜂窝均匀、体积增大、减少掉渣，同时还有保温保鲜的作用；添加CMC的面条持水性好，耐煮、口感好。
这是由CMC的分子结构决定的，它是纤维素衍生物，在分子链中有大量的亲水性基团：-OH基、-COONa基，因此CMC具有比纤维素更好的亲水性和持水性。
2.4 凝胶化作用
触变性CMC是指大分子链有一定数量的相互作用，倾向于形成三维结构，形成三维结构后，溶液黏度表现增高，打破三维结构后，黏度表现下降，触变现象就是表观黏度变化依赖于时间。
具有触变性的CMC对胶凝体系有重要的作用，可以用来制作果冻、果酱等食品。
2.5 可作为澄清剂，泡沫稳定剂，增加口感
CMC可用于酒类生产，使口感更为醇厚、馥郁，后味绵长；在啤酒生产中可用作啤酒的泡沫稳定剂，使泡沫丰富持久，改善口感。
CMC是一种聚电解质，在葡萄酒中可能参与了保持酒体各类平衡的反应，同时还与已经形成的结晶结合，改变了晶体的结构，使晶体在葡萄酒中的存在条件发生变化，引起沉 淀物的聚沉。
