בעיכול, האספרטם יתפרק לחומצות האמינו המרכיבות אותו ומתנול. האספרטם אינו מתאים לאפיה ממושכת משום שהוא עשוי להתפרק בתגובת הידרוליזה ולאבד ממתיקותו. מידת הפירוק עולה עם הטמפרטורה, משך האפיה והpH של המזון (האספרטם יציב בערכי pH 3-4 יותר מבסביבה בסיסית יותר‏‏) בחימום ל-196°C אספרטם מאבד מתנול והופך ל 2,5-diketopiperazine.