De microstructuur van zetmeel bestaat uit macromoleculaire cyclische structuren die zijn samengesteld uit glucosyleenheden. Zetmeelmoleculen bezitten een groot aantal hydroxylgroepen, waardoor ze kunnen reageren met verschillende chemische reagentia om een breed scala aan gemodificeerde zetmelen te produceren. Typische chemische modificatiemethoden voor zetmeel omvatten zure hydrolyse, oxidatie, verethering, verestering en verknoping. Chemische methoden vertegenwoordigen de meest toegepaste benadering bij zetmeelmodificatie.
Zure hydrolyse wordt op grote schaal toegepast in de zetmeelindustrie. Jianmin Man et al. onderzocht de zure hydrolyse van transgeen rijstzetmeel met een hoog-amylosegehalte onder omstandigheden van 2,2 mol/l HCl. Tijdens het zure hydrolyseproces daalde de verstijfselingstemperatuur tijdens de beginfase, terwijl de hydrolysetemperatuur steeg tijdens zowel de piekhydrolysefase als de eindfase. De endotherme waarde nam aanvankelijk toe en nam vervolgens af naarmate de zure hydrolyse voortschreed, terwijl zowel het zwelvermogen als de oplosbaarheid van het transgene rijstzetmeel met hoog -amylosegehalte toenamen. Zetmeelhydroxypropylering is een specifieke vorm van zetmeelverethering; Gehydroxypropyleerd zetmeel kan de afbraak van zetmeel verminderen en kenmerken veranderen, zoals de verstijfselingstemperatuur en de viscositeit van de pasta.
Olayide S. Lawal et al. ontdekte dat vingergierstzetmeel na hydroxypropylmodificatie een verbeterd vrij zwelvermogen en molaire substitutiegraad vertoonde, terwijl de troebelheid, het retrogradatiepercentage en de afbraaksnelheid ervan verminderden. Verknoping en verestering worden vaak gebruikt om natief zetmeel te modificeren, vooral voor de productie van materialen met een lage watergevoeligheid. Verestering verleent hydrofobiciteit aan zetmeelproducten door de substitutie van hydroxylgroepen. Het doel van de cross{6}}behandeling is het introduceren van aanvullende intra- en intermoleculaire bindingen op willekeurige plaatsen binnen de zetmeelkorrels; bovendien dient deze behandeling, door de dichtheid van de verknopingen binnen de zetmeelstructuur te vergroten, ook om de waterabsorptie te beperken.