蜂蜜的成分比较复杂。不同来源，不同品种的蜂蜜所含成分不尽相同，即使同一来源或同一品种的蜂蜜，因受各种因素的影响其成分也存在差异，见下表：
我国部分蜂蜜的化学成分
一般情况下，蜂蜜中主要成分是葡萄糖和果糖，约占蜂蜜总量的65%~80%；其次是水分，占16%~25%；蔗糖居第三位，不超过5%。此外，含有少量的麦芽糖与其他二糖、多糖、粗蛋白、矿物质、维生素、酸类、酶类、色素和芳香物质，以及在蜜蜂采集或人工取蜜时混入的花粉、蜡屑等。
1、水分
指蜂蜜中的自然水分，即蜜蜂酿蜜时保留在蜂蜜中的水分，其含量的高低是确定蜂蜜成熟程度的主要标志，经蜜蜂酿制成熟的纯正蜂蜜，含水量应在18%以下。
蜂蜜含水量与波美度、比重、含糖量对照（20度）
蜂蜜中自然水分的含量受多种因素制约，如采集的蜜源植物种类、蜂群群势的强弱、酿蜜时间的长短、大气温度和相对温度、以及蜂蜜的贮存方法等，都会造成水分含量的变化。超过20%的自然水分的蜂蜜，很容易发酵变质。
2、糖类
糖类物质是蜂蜜的主要成分，占蜂蜜的75%以上，其中葡萄糖和果糖又占总糖的85%~95%。经化学分析，已知蜂蜜中的糖类除了葡萄糖、果糖和蔗糖之外，还有麦芽糖、异麦芽糖、曲二糖、松三糖等20余种糖类。
部分蜂蜜主要糖分含量
蜂蜜中果糖与葡萄糖的比例，因蜜源植物种类而异，通常多数品种的蜂蜜其果糖超过葡萄糖的含量，也有少数易结晶的蜂蜜，葡萄糖含量相对偏高。果糖含量越高的蜂蜜，其甜味越浓，是因为果糖的甜度大于葡萄糖，如果蔗糖的甜度是100，则果糖、蔗糖、葡萄糖甜度之比为175：100：75.果糖与葡萄糖均属于小分子糖类，即单糖，故食用后不经消化即可直接吸收，是极佳的能源食物。
3、粗蛋白
粗蛋白包括蛋白质和氨化物。蛋白质是生命代谢过程的特殊介质，也是生物体所有器官和组织的基本物质；氨化物是非蛋白质性质的含氮物质，主要是指未结合成蛋白质分子的氨基酸。试验证明，食物中的氨基酸与蛋白质同样重要的营养价值，尤其是一些“必需氨基酸”只能从食物中的蛋白质供给人体。
蜂蜜中的蛋白质含量在0.1%~2.42%之间，平均0.3%。而氨基酸含量平均为0.00476%。已知蜂蜜中的氨基酸种类有赖氨酸、组氨酸、缬氨酸、精氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸等。不同蜂蜜的氨基酸含量有所不同。
4、维生素
维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物，已知的维生素大致可分为水溶性维生素和脂溶性维生素两大类。蜂蜜中的维生素含量虽少，但种类多，主要为水溶性维生素。以B族维生素为主，包括VB6、VB2、VB3、VB1、叶酸、烟酸、生物素，除此之外，蜂蜜中还含有维生素C和脂溶性维生素的维生素K。蜂蜜中含有一定量的花粉，如用过滤的方法把蜂蜜中的花粉除去，蜂蜜会失去许多维生素。
蜂蜜中几种维生素含量
5、矿物质
矿物质又称为无机盐或灰分，已经证实人体的成分包括60余种矿质元素，这些元素分为两类：常量元素占有98%~99%,微量元素占1%~2%。人体除了需要各种有机物和维生素之外，还必须有各种矿物质营养的供应。当某种矿物质缺乏或不足时，即使其他营养物质齐备，也会导致人体的健康和物质代谢障碍，甚至死亡。蜂蜜中的矿物质总含量为0.04%~0.06%，一般深色蜜比浅色蜜含量，已经查明，蜂蜜中矿物质元素包括：钙、磷、氯、镁、钾、钠、硫、铁、铜、锰、硅、镉、碘、铅、铬、钴、镍、锌、硒、锡、钛、硼、铝、锇等20余种。据研究表明，蜂蜜中的部分矿物质的含量与人体血清中的含量十分相近。
浅色蜜和深色蜜矿物质及其含量对照
6、酶类
酶是生物体内具有催化能力的蛋白质，这种催化能力称为酶的活性。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，所含酶类有转化酶、淀粉酶、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和磷酸脂酶等。
蜂蜜中最重要的酶是转化酶，它可以使花蜜中的蔗糖转化为葡萄糖和果糖，其次是淀粉酶，它的作用是水解淀粉、糊精和麦芽糖。未经充分酿制的蜂蜜，淀粉酶含量低；经高温加热处理或贮藏过久的蜂蜜，其淀粉酶会受到破坏。
蜂蜜加热与淀粉酶值的关系
因此，蜂蜜中的淀粉酶值是为判断成熟蜜与非成熟蜜、原蜜与加热蜜、新蜜与陈蜜的依据。国家商业部规定的标准中，蜂蜜中的淀粉酶值应在8以上。葡萄糖氧化酶是催化葡萄糖，将其转化成葡萄糖酸内脂和过氧化氢，过氧化氢酶可以将过氧化氢分解为水并放出氧气，磷酸脂酶可水解磷酸脂类。
7、酸类
蜂蜜中含有两类酸，即有机酸和无机酸。有机酸平均含量为0.1%，其中包括葡萄糖酸、柠檬酸、醋酸、琥珀酸、蚁酸、苹果酸、乳酸、草酸、酒石酸、鞣酸、丁酸、戊酸、已酸等；无机酸含量极少，主要包括磷酸、盐酸、硼酸、碳酸等。此外，还有部分氨基酸。
正常蜂蜜的酸度3以下，最多不超过4。由于蜂蜜的糖度很高，尤其是果糖成分较多，因此，食用时口感为香甜味，一般不带或略带酸味。如果酸味很浓，可能是蜂蜜已发酵的缘故。
8、芳香物质
由于花蜜酿成的各种蜂蜜大都具有独特的香味，是因为含有不同的芳香物质，主要来源于蜜源植物的花瓣或油腺分泌的挥发性香精油及其酸类。科学分析证明，蜂蜜中主要芳香化合物是苯乙酸，其含量为0.6~242.1mg/kg，主要含有17种酚类、8种醛类、7种醇类和9种烃类。
9、胶体物质
胶体物质是分散在蜂蜜中的大分子或小分子的集合体，一般不易被过滤出来，是介于其溶液和悬浮物质之间的中间物，主要有部分蛋白质和蜡类、戊聚糖类及无机物组成。蜂蜜胶体物质的含量决定着它的混浊度、起饱性和色泽。浅色蜜有胶体物质含量约占0.2%左右，而深色蜜的含量可高达1%。
10、其他成分
分析研究表明，每100g蜂蜜中含有1200~1500ug已酰胆碱，因此食用蜂蜜后能消除疲劳、振奋精神。蜂蜜中还含有0.1%~0.4%的抑菌素。因而蜂蜜具有抑菌作用，但蜂蜜中的抑菌素不稳定，遇到热和光便会降低活力。从研究中可知，大多数蜂蜜中含有松属素类黄酮物质、甘油、微量色素等。色素主要为胡萝卜、叶绿素及衍生物组成。