うま味物質は蛋白質や核酸に富んだ細胞の原形質成分に多く含まれ、主として蛋白質の豊富な食物を探知することに適応して発達した味覚であると考えられる。うま味成分のうち、アミノ酸の一種であるグルタミン酸は植物に、核酸の一種であるイノシン酸は動物に多く含まれることが多い。イノシン酸など、うま味を感じさせるヌクレオチドは呈味性ヌクレオチドという。
アミノ酸系のうま味成分と核酸系のうま味成分が食品中に混在すると、うま味が増す。これを「うま味の相乗効果」と呼ぶ。実際に日本料理では昆布出汁と鰹出汁を合わせるといった調理が行われ、中華料理でもシイタケと鶏がらスープを合わせる調理が行われている。
これらの天然から取れるうま味成分は、主として発酵工業の手法で人工的に製造され、うま味調味料として使われている。うまみ調味料の製造においても主成分のl-グルタミン酸ナトリウムの他に、グアニル酸とイノシン酸を添加してうま味の相乗効果を出している例が多い。
その他にも、食用のハエトリシメジに含まれるトリコロミン酸、毒キノコのテングタケに含まれるイボテン酸、貝類に含まれるコハク酸やコハク酸ナトリウムにも強いうま味がある。またレモンに含まれるクエン酸やリンゴに含まれるリンゴ酸などの果実酸類には、食品のうま味を高める作用がある。
「うま味」の命名は、その成分物質がグルタミン酸であることを発見した池田菊苗による。池田は、それまでに知られていた酸味（さんみ）・甘味（かんみ）・塩味（えんみ）・苦味（にがみ）の四基本味に加わるべき第五の基本味としてこれを「旨味（うまみ）」と名付けた。池田はそのグルタミン酸にも「具留多味酸」と当て字していたことが知られている。
但し常用漢字表によると「旨」の音訓はあくまでも「シ・むね」であり「うま（い）」というのは慣用読みであることから、常用漢字を尊重する多くの印刷物においては今日この「旨」を平仮名に置き換えた「うま味」の表記を使用している。
日本国外、特にその存在の認知が遅れた欧米諸国の言語においては、従来この「うま味」に相当する表現が存在しなかったため、現在のところ日本語を借用した「umami」を便宜上代用している場合が多い。ただし、英語の「savory」（直訳：肉料理の風味がある）や「brothy」（直訳：肉の煮汁の風味がある）、そしてこれらに相当する各国語の表現を使用する試みも見られている。