蜂蜜是一种高度复杂的糖类混合物，含有180多种不同物质，主要成分是葡萄糖和果糖，它占蜂蜜总量的四分之三以上，其中有单糖、双糖和多糖，但这些糖分的含量比例对于各种蜂蜜来说，都有一个一致性的特征，就是果糖和葡萄糖的总和占蜂蜜糖分的85%～95%，而目前几乎在大多数蜂蜜种类中，主旋糖都占优势，各种蜂蜜中的蔗糖和麦芽糖含量很少，约在百分之几的范围内。此外，蜂蜜中还有蛋白质、氨基酸、有机酸、维生素、色素、芳香物质等，其余就是水分。
蜂蜜中蛋白质的含量，平均为0.3%，变化范围是0.1%～2.42%。氨基酸含量平均0.00476%，变化范围0.0008%一O.0375%。蜂蜜中矿物质的含量很低，一般为0.03%一0.9%。主要矿物质为铁、铜、钾、钠、镁、锰、磷、硅、锌、硒等多种。
深色蜜比浅邑蜜含有更多的矿物质。蜂蜜中矿物质含量虽然不高，但是值得注意的是，它从体血液中的矿物质含量近似，所以用蜂蜜代替白糖加到膳食，就可提高人们对矿物质的摄取量，这也是蜂蜜的又一营养价值，矿物质还具有促进许多系统活化的作用，人体的一切器官和组织能够进行正常的生命活动，矿物质起了非常重要作用，因此，蜂蜜中含有与人体相似的矿物质，它具有一定的营养价值。蜂蜜中含有的维生素，主要是B族维生素、维生素C等。
酶是生物体产生的具有催化能力的蛋白质它的作用具有高度专一性，蜂蜜中的酶类，来自于蜜蜂本身及其采集的蜜源植物和排泄甘露的某些昆虫，其所含的酶类有转化酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶等多种，最重要的酶是转化酶。
由于蜜源植物不同，蜂种不同，所取得蜂蜜酶值也有高低。国际币场上特别强调酶值一定要达到规定标准，凡是酸值在8.0以下的蜂蜜可视为不合格品。
蜂蜜中含有多种酸，其中主要是葡萄糖酸和柠檬酸，此外还有醋酸、丁酸、苹果酸和琥珀酸等。蜂蜜中的酸类赋予蜂蜜在味道上的复杂性，由于蜂蜜中含有高浓度的果糖，甜度暴高，掩盖了酸味。
蜂蜜中也含有氨基酸。蜂蜜中含有丙氨酸、精氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、组氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸等，某些蜂蜜中还含有胱氨酸。
蜂蜜中还有其他成分，如芳香物、胶体物质等。不同的单花蜜具有不同的颜色、香气和味道，就是因为它含有不同的芳香性成分。芳香性的物质主要是醇和醇的衍生物—醛、酮及其相应的酯。