人們發現的大部分龍涎香是抹香鯨腸道中的一種分泌物。在遇到刺激性異物（如魷魚、章魚的喙骨）后，鯨腸道中的油脂和分泌物會將異物包裹，經過生物酸的侵蝕和微生物把其他有機物分解，隨消化系統或經嘔吐排出體外，然后在海水中經過漫長的氧化過程，并遇到海洋中的鹽堿而自然皂化，形成的干燥固體香料。

排入海中的龍涎香起初為淺黑色，在海水的作用下，漸漸地變為灰色、淺灰色，后成為白色。其中，白色的龍涎香品質好，它要經過以上海水的浸泡，將雜質全漂出來，才能成為龍涎香中的上品。 從被打死的抹香鯨的腸道中取出的龍涎香是沒有任何價值的，它在海水中漂浮浸泡幾十年（龍涎香比水輕，不會下沉）才會獲得高昂的身份。

現代化學實驗表明，龍涎香是一些聚萜烯衍生物的集合體，它們大多有誘人的香味，具有環狀的分子結構。由于人類對各種香味的特殊愛好，香料有很大的市場需求，早在 19 世紀，化學家就測定了大部分萜類化合物的結構，從天然香精油中分離出香葉醇、芳樟醇、茴腦、檀香醇、龍腦等，并進行了工業生產。從苯環衍生出的人工合成香料，如苯基吲哚、苯甲酸、乙酸苯甲酯、苯乙醛等也開始生產。 1920 年，瑞士化學家發現麝香和香貓酮的分子結構，接著美國科學家又發明了合成大環酯的方法，合成了人工麝香。

龍涎香是一種清靈而溫雅的動物香，在動物性香料中它的品質高尚。香氣似麝香之優美，微帶壤香，有些像海藻、木香、苔香，有特殊甜氣和極其持久的留香底韻，是一種很復雜的香氣組合。氣勢雖不強，但微妙柔潤，留香時間比麝香長20～30倍，可達數月之久，是好的定香劑。它能把各種香氣很好地融合在一起，使香氣變得十分柔和和持久。龍涎香常被配置成3%的酊劑使用。與麝香、靈貓香同用，有增強香氣的力量。

1912年12月3日，一家挪威捕鯨公司在澳大利亞水域里捕到一頭抹香鯨，從它的腸子里獲得一塊455千克重的龍涎香，并以23000英鎊的巨價出售。1955 年，一位新西蘭人在海灘上檢到一塊重 7Kg 的灰色龍涎香，賣了 2.6 萬美元，如果檢到白色的龍涎香，更是無價之寶。但是，要識別龍涎香，具備相關的生物學、生態學知識和化學知識，有長期與海洋打交道的經驗，不是一般人能做到的。
抹香鯨生活在熱帶和亞熱帶海域，它是鯨類家族的潛水。抹香鯨善于深潛的目的，是在于尋找棲息在深海中的大王烏賊和章魚。人們在抹香鯨的體內曾經發現象小兒頭顱一樣大的大王烏賊的口器。由于烏賊口內有堅硬角質的顎和齒舌，不易消化，抹香鯨吞食烏賊后，腸道內受到刺激而分泌出龍涎香。迄今為止，龍涎香僅發現于抹香鯨腹內，這種灰色或黑色的病態分泌物，有時可以排出抹香鯨體外而浮于海面上，偶爾也會被海浪沖上沙灘。