榴莲的臭味主要来源于含硫化合物，包括二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、乙硫醇等挥发性物质。这些物质主要由榴莲果肉中的氨基酸分解产生，在成熟过程中浓度显著升高。
榴莲的特殊气味与其品种、成熟度、储存条件密切相关。二甲基二硫醚具有类似洋葱的刺激性气味，是榴莲气味的主要贡献者之一。二甲基三硫醚则带有更强烈的腐败蔬菜味，其阈值极低，微量即可被嗅觉感知。乙硫醇常被描述为烂白菜味，在榴莲成熟时大量生成。这些含硫化合物协同作用，形成了榴莲标志性的浓烈气味。
部分人群对榴莲气味的感知差异与基因有关。OR11H7P基因编码的嗅觉受体对含硫化合物特别敏感，携带该基因变异者可能觉得榴莲气味难以忍受。榴莲在未成熟时含硫化合物浓度较低，随着后熟过程，果肉中的蛋氨酸等含硫氨基酸经酶解反应逐步转化为挥发性硫化物。高温环境会加速这一过程，这也是榴莲在热带地区气味更浓郁的原因之一。
虽然榴莲气味强烈，但其果肉富含钾、维生素C和膳食纤维。食用时可选择成熟度适中的果实，切开后尽快食用以减少气味扩散。对气味敏感者可将榴莲果肉冷藏片刻，低温能暂时抑制部分挥发性物质的释放。榴莲壳可用盐水浸泡后丢弃，有助于减轻室内残留气味。
