Struktur mikro pati terdiri dari struktur siklik makromolekul yang tersusun dari unit glukosil. Molekul pati memiliki sejumlah besar gugus hidroksil, sehingga memungkinkan mereka bereaksi dengan berbagai reagen kimia untuk menghasilkan beragam pati termodifikasi. Biasanya, metode modifikasi kimia untuk pati meliputi hidrolisis asam, oksidasi, eterifikasi, esterifikasi, dan ikatan silang-. Metode kimia merupakan pendekatan yang paling banyak diterapkan dalam modifikasi pati.
Hidrolisis asam banyak digunakan dalam industri pati. Jianmin Man dkk. menyelidiki hidrolisis asam pati beras transgenik -amilosa tinggi dalam kondisi 2,2 mol/L HCl. Selama proses hidrolisis asam, suhu gelatinisasi menurun pada fase awal, sedangkan suhu hidrolisis meningkat pada fase puncak hidrolisis dan tahap akhir. Nilai endotermik pada awalnya meningkat dan selanjutnya menurun seiring dengan berlangsungnya hidrolisis asam, sedangkan daya pengembangan dan kelarutan pati beras transgenik tinggi-amilosa meningkat. Hidroksipropilasi pati adalah bentuk spesifik dari eterifikasi pati; pati terhidroksipropilasi dapat mengurangi degradasi pati dan mengubah karakteristik seperti suhu gelatinisasi dan viskositas pasta.
Olayide S. Lawal dkk. menemukan bahwa setelah modifikasi hidroksipropil, pati millet jari menunjukkan peningkatan kapasitas pembengkakan bebas dan derajat substitusi molar, sementara kekeruhan, persentase retrogradasi, dan laju degradasinya berkurang. Tautan silang-dan esterifikasi sering digunakan untuk memodifikasi pati asli, khususnya untuk produksi bahan dengan sensitivitas air rendah. Esterifikasi memberikan hidrofobisitas pada produk pati melalui substitusi gugus hidroksil. Tujuan dari perlakuan ikatan silang adalah untuk memperkenalkan ikatan intra- dan antarmolekul tambahan pada lokasi acak dalam butiran pati; lebih jauh lagi, dengan meningkatkan kepadatan ikatan silang-di dalam struktur pati, perlakuan ini juga berfungsi untuk membatasi penyerapan air.
