生理学的に、人間の味覚には五味があるといわれています。
砂糖などの「甘味」、酢などの「酸味」、食塩などの「塩味」、緑茶やコーヒーなどの「苦味」、そして、昆布やかつお節など、だしの「うま味」の基本の五味です。
しょうゆはこの五味をバランスよく含んでいる調味料です。
ここでは基本の五味それぞれについて、こいくちしょうゆを代表例として説明します。

※辛味、渋味、エグ味などは、「味覚に熱感、痛感、圧感、触感、収縮感などが加わったもの」として現在は区別されています。

しょうゆには、およそ15種類にも及ぶ糖分が3～5％含まれています。なかでも最も多く含まれているのがぶどう糖です。このほかにグリセリンをはじめとする糖アルコール、甘味を持つグリシン等のアミノ酸などがしょうゆの甘味を形成しています。

しょうゆにおける酸味の主な成分は乳酸、酢酸などで、さまざまな酸（有機酸）が含まれています。
これらにより、しょうゆはpH4.7～5.0くらいの弱酸性となっています。なかでも塩味をやわらげて、まろやかにする乳酸が0.5～2.0％と最も多く含まれ、しょうゆの味をバランスの良いものにしています。

※人が最もおいしさを感じるのは、弱酸性（pH4～5）といわれています。

しょうゆの塩分は約16％です。しょうゆを醸造する過程で雑菌の繁殖や腐敗を防ぐために必要な塩分です。
アミノ酸や乳酸をはじめとしたさまざまな成分が、塩味をやわらげてまろやかにします。

しょうゆには、苦味を持ったアミノ酸やペプチド類がわずかに含まれています。直接苦味を与えるというより、塩味や酸味と一緒になって、しょうゆに「コク」を与える働きをします。

しょうゆのうま味は、原料の大豆、小麦に含まれているたんぱく質からつくられています。これらが麹菌の酵素によって分解され、生成される約20種類のアミノ酸がうま味をつくり出しています。
しょうゆのアミノ酸には、グルタミン酸、グリシン、リジン、アラニン、アスパラギン酸などが含まれ、なかでもグルタミン酸が最も多く含まれています。