除水外，葡萄漿果還含有約15% ~ 30%的糖類(主要是葡萄糖、果糖和戊糖)、各種有機酸(蘋果酸、酒石酸和少量檸檬酸、琥珀酸、沒食子酸、草酸和水楊酸)和礦物質，以及各種維生素、氨基酸、蛋白質、碳水化合物、粗纖維、鈣、磷和鐵。特別是現代醫學發現葡萄皮和葡萄籽中含有抗氧化劑白藜蘆醇，對心腦血管疾病有積極的防治作用。多吃葡萄，喝葡萄汁，適量飲酒，對人體健康非常有益。產後女性可以在飯後吃點葡萄或者喝點酒，不僅可以幫助血液循環，還可以增加體內的血紅蛋白。
中國古代醫學也記載了葡萄的藥用。葡萄味甘、酸、平，入肺、脾、腎經，能補氣血、強筋骨、通經絡、通淋消腫、利小便、滋腎益肝。葡萄根和葉也是中草藥。葡萄容易拉肚子，不宜暴飲暴食。醫學上具有補腎壯腰、養神養血、降血壓、增進食欲的作用，尤其在防治神經衰弱、胃痛腹脹、心血管疾病等方面療效顯著。滇南草藥說“補氣血，舒筋活絡”。《滇南本草圖說》說治痘有毒，胎氣上沖，煎湯即飲。本草返老還童說暖胃健脾。《生息飲食譜》認為其“益氣養腎，益肝養陰，強筋骨，止渴安胎”。《陸川本草》記載:“滋補強壯，補血強心利尿，治腰痛、胃痛、神疲乏力、血虛心跳。”葡萄含鐵量高，對缺鐵性貧血的人大有裨益，是治療的輔助措施。
葡萄汁、籽和皮中富含強抗氧化物質——白藜蘆醇和黃酮類化合物，其在皮和籽中的含量較好。白藜蘆醇和黃酮類化合物具有阿司匹林的溶栓和抗凝作用，可預防缺血性中風，如腦梗塞和腦血栓。