当植物的细胞受损时，会产生导致大蒜强烈味道的植物化学物质。当细胞因切碎、咀嚼或压碎而破裂时，储存在细胞液泡中的酶会触发储存在细胞液（胞质溶胶）中的几种含硫化合物的分解。产生的化合物是造成大蒜辛辣或辣味和强烈气味的原因。一些化合物不稳定，会随着时间的推移继续反应。
在葱中，大蒜的初始反应产物浓度最高，这使得大蒜比洋葱、青葱或韭菜更有效。尽管许多人喜欢大蒜的味道，但这些化合物被认为是作为一种防御机制进化而来的，可以阻止鸟类、昆虫和蠕虫等动物食用这种植物。
大量的硫化合物有助于大蒜的气味和味道。大蒜素被发现是导致生大蒜“热”感的最主要原因。这种化学物质打开了热瞬态受体电位通道，这些通道负责食物中的热感。大蒜在烹调过程中会去除大蒜素，从而使其辣味更加醇厚。大蒜素及其分解产物二烯丙基二硫化物和二烯丙基三硫化物是大蒜特征气味的主要贡献者，以及其他大蒜素衍生化合物，如乙烯基二硫苷和阿霍烯。
由于其强烈的气味，大蒜有时被称为“臭玫瑰”。当大量食用时，第二天用餐者的汗水和大蒜呼吸中可能会强烈显示大蒜。这是因为大蒜中气味强烈的硫化合物被代谢，形成烯丙基甲基硫醚。烯丙基甲基硫醚(ams)不能被消化并进入血液。它被带到肺部和皮肤，并从那里排出。由于消化需要几个小时，而ams的释放需要几个小时，所以吃大蒜的效果可能会持续很长时间。
据说吃新鲜欧芹可以缓解众所周知的“大蒜呼吸”现象。因此，这种药草被包括在许多大蒜食谱中，例如pistou、persillade和大蒜面包中使用的大蒜黄油涂抹酱。
大蒜中丰富的硫化合物也是导致大蒜在腌制和烹饪过程中变成绿色或蓝色的原因。在这些条件下（即酸度、热度），含硫化合物蒜氨酸与常见的氨基酸反应生成吡咯，即碳-氮环簇。这些环可以连接在一起形成聚吡咯分子。环状结构吸收特定波长的光，因此看起来是有色的。二吡咯分子呈红色，三吡咯分子呈蓝色，四吡咯分子呈绿色（如叶绿素，一种四吡咯）。像叶绿素一样，吡咯色素可以安全食用。切割后，类似于由氨基酸与硫化合物反应引起的洋葱颜色变化，大蒜会变绿。
由于血液中循环的硫化合物，食用的大蒜可能起到驱蚊剂的作用，但没有证据表明大蒜对此有效。