蜂蜜因蜂种、蜜源、环境之不同， 其化学组成有很大差异。其主要成分是果糖和葡萄糖， 两者含量合计约占70%，尚含少量蔗糖、麦芽糖、糊精、树胶以及含氮化合物、有机酸、挥发油、色素、蜡、天然香料、植物残片(特别是花粉粒)、酵母、酶类、无机盐等。
蜂蜜一般只含微量维生素， 其中有 维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素C、维生素D、维生素K、尼克酸、泛酸、叶酸、生物素、胆碱等。在含氮化合物中有蛋白质、胨、氨基酸等。尚含转化酶、过氧化氢酶、淀粉酶、氧化酶、还原酶等酶类，并含乙酰胆碱。灰分中主要含镁、钙、钾、钠、硫、磷以及微量元素铁、铜、锰、镍等。有机酸中含有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、甲酸、乙酸等。蜂蜜中含葡萄糖和果糖，约占65～80%;蔗糖极少，不超过8%;水分16～25%;糊精和非糖物质、矿物质、有机酸等含量在5%左右。此外，还含有少量的酵素、芳香物质和维生素等。
蜜源植物品种不同，蜂蜜的成分也不一样。新鲜成熟的蜂蜜为粘稠的透明或半透明胶状液体，有的槐花蜂蜜，可以用报纸包起来，有的蜂蜜在较低的温度下放置，可以逐渐凝结成晶体。蜜的比重为1.401～1.443。
蜜的颜色从水白色到深琥珀色，差别较大，因为蜜源植物的品种不同，蜂蜜具有不同花的特殊芳香。蜂蜜是一种营养丰富的食品，蜂蜜中的果糖和葡萄糖易被人体吸收。1公斤成熟蜂蜜的发热量为3280大卡。
蜂蜜对某些慢性病还有一定的疗效。常服蜂蜜对于心脏病、高血压、肺病、眼病、肝脏病、痢疾、便秘、贫血、神经系统疾病、胃和十二指肠溃疡病等都有良好的辅助医疗作用。外用还可以治疗烫伤、滋润皮肤和防治冻伤。
