已有100多個試驗結果證實了三氯蔗糖的食用安全性，沒發現三氯蔗糖及北副產物的任何不利影響。即使以很高的劑量（16g/kg）喂養嚙齒動物終生，也可確認其安全、無毒性。而這個16g/kg的劑量，相當于人體每天攝取180t碳酸飲料所包含的三氯蔗糖數量。

3次動物終生喂養結果表明，三氯蔗糖及其分解產物沒有致癌性，其中2次使用大鼠為試驗對象，1次使用小鼠。動物飼料中三氯蔗糖的添加量達3%，相當于1500mg/kg的劑量，約是人體平均攝入量的1500倍。

兩代喂養試驗表明，三氯蔗糖沒有致畸性或致突變性，也不會影響動物的繁殖力。對小鼠和猴進行的專門研究表明，三氯蔗糖和其分解產物對神經系統無影響，對動物血液葡萄糖水平及胰島素分泌量也無影響。

研究還表明，三氯蔗糖在狗、大鼠、小鼠、兔子和人體體內的代謝途徑相似。上述動物試驗結果也適用于人。臨床研究也確認三氯蔗糖的安全性。例如有一個試驗共有77個自愿受試者參加，日攝入量達0.5g，在機體活動機能、生物化學和血液學等方面均未發現任何變化。

20世紀80年代中期，國際上曾組織16位知名專家組成的專門小組，對三氯蔗糖的安全性問題進行權威的評判。這16位專家分別來自毒理學、腫瘤基因學、臨床毒理學、基因毒理學、代謝學、生物化學、遺傳毒理學、生理學、營養學、血液學、兒科學、毒理評價學、神經毒理學和免疫學等各個領域。他們對所提供的毒理試驗數據進行專門的討論和審議，后確認“三氯蔗糖對于廣泛的用途來說是安全的”。美國FDA于1998年3月21日批準三氯蔗糖的食品添加劑地位，1994年世界食品添加劑聯合專家委員會（JECFA）批準的三氯蔗糖ADI值為15mg/kg。