Gli ingredienti principali per la realizzazione del gelato possono essere divisi in virtù delle loro funzionalità. Alla base del processo produttivo stanno due gruppi di materie prime in contrasto tra loro: i liquidi e gli zuccheri. "Capostipite" dei liquidi è, ovviamente, l’acqua, unico elemento congelabile; per gli zuccheri si tratta invece del saccarosio, che, insieme agli altri derivati zuccherini, svolge un'azione opposta all’acqua in quanto incongelabile.
La funzione dell’acqua consiste nello sciogliere gli zuccheri nella miscela, idratare gli stabilizzanti e le proteine, distribuire gli aromi e, soprattutto, cambiare di stato il prodotto portato a una temperatura inferiore a 0°C, in modo da conferire consistenza alla miscela. Materia prima liquida fondamentale è poi il latte, impiegato nelle sue varie forme: intero, parzialmente scremato, scremato in polvere o condensato.
Gli zuccheri sono presenti sotto forma di saccarosio, destrosio, sciroppo di glucosio e fruttosio. Insieme all'acqua, rappresentano le componenti basilari nella produzione del gelato: è infatti possibile produrre un gelato escludendo il latte e i grassi, come accade in quelli alla frutta, mentre non è pensabile un gelato senza zucchero. La sua formazione è anzi dovuta proprio alle caratteristiche contrastanti dei due componenti, acqua e zucchero, nei confronti del freddo. Se la prima svolge un ruolo congelante, i secondi agiscono in maniera frenante nel processo di congelazione: ne deriva che maggiore è il contenuto di saccarosio in una miscela, più freddo occorre per ottenere una determinata consistenza del prodotto.
Tra le materie principali si annoverano poi i cosiddetti "prodotti ausiliari" come i grassi (margarina, olio di cocco o di palma, oli vegetali raffinati) e le uova, esclusivamente di gallina. Non bisogna dimenticare l’aria, fondamentale nel determinare la consistenza, l'aspetto e la qualità dei prodotti componenti il gelato.
A questi ingredienti vanno aggiunti gli aromi: in base ai gusti da preparare possono essere alla frutta, al cioccolato, alla frutta secca, ecc.
A migliorare la compattezza, esaltare il sapore e mantenere nel tempo le caratteristiche del gelato sono chiamati invece alcuni additivi alimentari, ingredienti composti impiegati sia artigianalmente sia industrialmente, ma in quantità e modalità diverse: parliamo degli addensanti e degli emulsionanti, sostanze utilizzabili naturali, chimiche o semi-chimiche.
Scopo degli emulsionanti è permettere all'acqua e alle sostanze grasse presenti, che altrimenti non si mescolerebbero facilmente tra loro - soprattutto alle basse temperature - di amalgamarsi correttamente. Gli emulsionanti più usati sono i monodigliceridi degli acidi grassi, animali o vegetali, la lecitina proveniente dalla soia e dalle uova (dall'elevato valore antiossidante) e i sucrogliceridi, frutto della lavorazione degli acidi grassi con lo zucchero. Gli stabilizzanti, d'altra parte, hanno la caratteristica di assorbire l'acqua presente nel gelato ed evitare quindi la formazione di cristalli di ghiaccio nel processo di raffreddamento. Tra gli stabilizzanti si trovano la pectina (ricavata dalla scorza del limone), l'alginato di sodio, la farina di semi di carrube, la carragenina (ottenuta dalle alghe), la farina di semi di guar e la carbossimetilcellulosa (derivato della cellulosa).