Birkenzucker ist ein Trivialname für Xylitol, das auch als Xylit bezeichnet wird; der Name kann den Eindruck erwecken, der Stoff werde grundsätzlich aus Birken gewonnen. Tatsächlich kommt Xylitol in kleinen Mengen in verschiedenen Pflanzen vor, darunter Blumenkohl, Pflaumen, Erdbeeren und Himbeeren, und ist auch in Rinden bestimmter Holzarten enthalten. Im menschlichen Körper entsteht Xylitol außerdem als Zwischenprodukt beim Abbau von Kohlenhydraten. Die Bezeichnung Xylitol ist sprachlich mit dem griechischen Wort für Holz verbunden, während die Endung auf die Einordnung als Zuckeralkohol verweist.
Der Chemiker Emil Fischer und sein Doktorand Rudolf Stahel isolierten Xylitol um 1890 aus Buchenholzspänen; ihre Entdeckung wurde 1891 veröffentlicht. Ungefähr zur gleichen Zeit gewann der französische Chemiker M. G. Bertrand einen Xylitsirup aus Weizen- und Haferstroh. Die frühen Arbeiten bezogen sich damit auf unterschiedliche pflanzliche Ausgangsmaterialien und nicht ausschließlich auf Birken. Das Interesse an der Herstellung von Zuckerersatzstoffen nahm später während der Zuckerrationierung im Zweiten Weltkrieg zu.
Die industrielle Produktion beginnt mit Xylanen, die aus lignocellulosehaltiger Biomasse und landwirtschaftlichen Reststoffen gewonnen werden können. Als Beispiele für Ausgangsstoffe werden Maiskolbenreste, Stroh, Getreidekleien und Rückstände aus der Zuckerrohrverarbeitung genannt. Durch Hydrolyse wird daraus Xylose freigesetzt, die anschließend katalytisch zu Xylitol umgewandelt wird. Auch biotechnologische Verfahren mit Mikroorganismen wie Hefen sind beschrieben, werden in der angeführten Darstellung jedoch nicht als großtechnisch etablierte Herstellungsmethode eingeordnet. Der Name Birkenzucker beschreibt daher weder die einzige natürliche Quelle noch zwingend den Rohstoff der industriellen Ware.