Zuurdesem, ook wel desem of zuurdeeg genoemd, wordt bereid door langdurige fermentatie van bloem/meel met water. Fermentatie, noodzakelijk voor het rijzen van het deeg, vindt plaats dankzij melkzuurbacteriën (lactobacilli) en gisten die van nature in het deeg aanwezig zijn of via een startercultuur zijn toegevoegd. Door de productie van melkzuur door de melkzuurbacteriën krijgt desem een zure smaak. De korst van desembrood is roodachtig bruin van kleur en minder goudgeel, zoals bij gistbrood. Daarnaast geeft desem een specifieke (soms zure) smaak aan het brood. Desem heeft weinig effect op de brood- en deegeigenschappen.
Met het maken van een zuurdesem wordt een ‘zetsel’ gemaakt van bloem en water. Dit zetsel laat men een paar dagen bij een bepaalde temperatuur spontaan fermenteren (ofwel vergisten), terwijl op gezette tijden bloem en water wordt toegevoegd.
Om brood te kunnen bakken, wordt door een deel van het zetsel te mengen met verse bloem en water, een deeg gevormd, dat voor het bakken nog enkele uren met rust wordt gelaten om verder te rijzen. De rest van het zetsel wordt bewaard en regelmatig aangevuld met bloem en water, zodat er steeds opnieuw een deel uitgenomen kan worden om brood van te bakken. Omdat dat een complex en kritisch proces is, zijn er ook voordeeg of pre-ferment [NJ1] producten (zoals FermenSon Prestige) verkrijgbaar die een deel van het proces al gestandaardiseerd hebben.