En doğal şeker kaynaklarından biri olan bal, arıların “bal midesi” adı verilen organlarında enzimlerin etkisiyle kimyasal bir dönüşüm geçirerek oluşur. Arılar, topladıkları nektarı kovanlardaki petek hücrelerine yerleştirirken, salgıladıkları enzimlerle sakkarozu parçalayarak glikoz ve fruktoz gibi basit şekerlere dönüştürür. Bu süreçte nektar bala dönüşür. Kovanlardaki hücrelere yerleştirilen ve üzeri mumdan bir tür kapak ile örtülen bal, arılar tarafından sağlanan özel ve doğal bir havalandırma sistemi aracılığı ile bilinen tadına ve kıvamına ulaşır. Dünya genelinde üretilen balın kestane balı, okaliptüs balı, petek balı, armut balı, çiçek balı, kremalı bal, köknar balı gibi çeşitli türleri bulunmaktadır.
Balın sahip olduğu şeker dengesi ve rengi gibi özellikler ile tadındaki farklılıklar toplanan nektarlarla direkt olarak ilgili bir durumdur. Çiçeklerde yer alan aromalı uçucu yağlar bala kokusunu verir ve bu durum aynı zamanda çiçeklerin de kokularını aldıkları yağ olarak bilinir. Bal üretebilmek için 900 bin civarı arının bir tam gün boyunca çalışması gerekir. Bu sayede yarım kilo ham nektar toplayabilirler. Toplanan bu nektarların tamamı bala çevrilemez. Elde edilen balın miktarı eldeki nektarın şeker konsantresine bağlıdır.
Arılarda, biri normal mide diğeri bal midesi olmak üzere iki farklı mide bulunur. Çiçeklerden nektar toplayan arılar, bu nektarları bal midelerinde depolar. Bal midesinde sindirim gerçekleşmez. Bu organ yalnızca taşıma ve kimyasal dönüşüm içindir. Nektarda yüksek oranda bulunan sakkaroz, arıların salgıladığı invertaz enzimi sayesinde daha basit şekerler olan glikoz (kan şekeri) ve fruktoza (meyve şekeri) parçalanır. Bu kimyasal dönüşüm, balın oluşumundaki temel süreçtir.
Balın tatlı olmasının sebebi arıların petekleri havalandırması ve bu sayede nektardaki su oranını düşürmeleridir. Su oranı düşen bal bu sayede mikroorganizmaların artmasını da engeller.
Balın bozulmamasının üç temel nedeni bulunmaktadır. Bunlar şeker oranları, asit dereceleri ve antimikrobiyal bileşikleridir.
Birçok mikroorganizma çok asidik ya da çok bazik ortamlarda yaşam süremez. Bazik ya da aşırı asidik olan şartlarda yalnızca bazı ekstrem mikroorganizmalar yaşam sürmeyi başarabilir. Balın asit seviyesi glikozun arı salgılarında yer alan enzimleri aracılığı ile parçalanırlar. Bu sayede baldaki baskın asit olan glukonik aside dönüşüm meydana gelir.
Glikozun glukonik aside dönüşümü esnasında yan ürün olarak hidrojen peroksit de açığa çıkmış olur. Hidrojen peroksit iki hidrojen atomu ile iki oksijen atomuna sahip olan bir bileşiktir. Meydana gelen çeşitli tepkimeler mikroorganizmaların yapısal bileşenlerinde bozulmaya neden olmaktadır. Bal bu özelliği sayesinde mikroorganizmaların artmasını engellemektedir.
Bakteriler, içlerinde yer aldıkları gıdalardaki şekerlerle ve diğer maddeler ile beslenir. Bir süre sonra atık olarak asit ya da başka diğer kimyasallar salgılarlar. Bu farklı kimyasallar gıdaların kokularında, renklerinde ve tatlarında farklılıklara neden olurlar. Kapalı olan kavanozlardaki bal kristalize olmaya başlar ve kısa süre içinde sert bir yapıya sahip olur. Ancak bu durum bozulduğu anlamına gelmemektedir. Kapağı açılmamış olan bir kavanozda duran bal aradan ne kadar zaman geçmiş olursa olsun yüzyıllarca sonra açılmış olsa dahi bozulmaz.