Zur Herstellung von Agavensirup wird zunächst der Saft aus den Agaven gewonnen. Dafür wird, z. B. bei der Art Agave americana, der mindestens acht Jahre alten Pflanze vor ihrem Erblühen der innere Kern entfernt. In dem dadurch entstandenen Loch von bis zu 15 cm Durchmesser können daraufhin über ein halbes Jahr hinweg täglich bis zu 1,5 l süßer Saft entnommen werden. Da dieser nach seiner Entnahme rasch verdirbt, wird er anschließend gefiltert und erhitzt, um die in ihm enthaltenen Polysaccharide, vorwiegend Inulin, in Einfachzucker umzuwandeln. Das Resultat wird dann zu einer sirupartigen Flüssigkeit eingedickt, die etwas dünnflüssiger als Honig ist und in ihrem Aussehen von fast völliger Farblosigkeit bis zu einem dunklen Gelbton reichen kann.
Agavensirup besteht hauptsächlich aus Fructose und Glucose, wobei der Fructose-Anteil etwa 90 % ausmacht. Fructose besitzt einen tieferen glykämischen Index als Glucose, und so sind der glykämische Index und die glykämische Last des Agavensirups etwas tiefer als bei anderen verfügbaren Süßungsmitteln.
Allerdings kann der hohe Fructose-Anteil auch negative Wirkungen haben. So kann er gegebenenfalls Fructosemalabsorption auslösen und zum Metabolischen Syndrom beitragen sowie zu Hypertriglyceridämie, zu verringerter Glucose-Verträglichkeit und zu verstärkter Harnsäure-Bildung führen.