蜜蜂從植物花朵上攝取含水量約為75%的花蜜或分泌物，儲存在第二個胃裏。在體內各種轉化的作用下，經過15天，當各種維生素、礦物質、氨基酸富集到壹定值時，花蜜中的多糖轉化為可被人體直接吸收的單糖葡萄糖和果糖，含水量小於23%儲存在巢洞中，用蜂蠟密封。蜂蜜是糖的過飽和溶液，低溫下會結晶，葡萄糖會產生結晶，而果糖是不產生結晶的主要部分。研究表明，蜂蜜營養素中的酶，尤其是澱粉酶，對熱不穩定。溫度過高會破壞和揮發蜂蜜特有的香味和口感，抑菌效果降低，營養成分被破壞。所以蜂蜜最好用40℃以下的溫水或冷水稀釋。特別是在炎熱的夏天，用涼水喝蜂蜜可以解暑，是很好的清涼保健飲品。蜂蜜在釀造、運輸和儲存過程中容易被肉毒桿菌汙染。因為抵抗力弱，嬰兒吃了肉毒桿菌後會在腸道內大量繁殖，產生毒素導致中毒。
蜂蜜的化學成分因蜂種、蜜源、環境的不同而差異很大。其主要成分為果糖和葡萄糖，總含量約為70%，還有少量的蔗糖、麥芽糖、糊精、樹膠、含氮化合物、有機酸、揮發油、色素、蠟、天然香料、植物碎片(尤其是花粉粒)、酵母、酶、無機鹽等。蜂蜜壹般只含微量維生素，包括維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、維生素D、維生素K、煙酸、泛酸、葉酸、生物素和膽堿。含氮化合物包括蛋白質、蛋白腖和氨基酸。還含有轉化酶、過氧化氫酶、澱粉酶、氧化酶、還原酶等酶，還含有乙酰膽堿。灰分主要含有鎂、鈣、鉀、鈉、硫、磷以及鐵、銅、錳、鎳等微量元素。有機酸有檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、甲酸、乙酸等。
蜂蜜中含有葡萄糖和果糖，約占65 ~ 80%；蔗糖很少，不超過8%；水分16 ~ 25%；糊精、非糖類物質、礦物質、有機酸的含量在5%左右。此外，它還含有少量的酶、芳香物質和維生素。不同品種的蜜源植物有不同的蜂蜜成分。
新鮮成熟的蜂蜜是粘稠透明或半透明的膠狀液體，有的槐花蜂蜜可以用報紙包裹，有的蜂蜜在較低溫度下放置可以逐漸凝結成晶體。蜂蜜的比重為1.401 ~ 1.443。
蜂蜜的顏色從水白色到深琥珀色變化很大，因為不同品種的蜜源植物有不同花的特殊香味。
蜂蜜是壹種營養豐富的食品，蜂蜜中的果糖和葡萄糖容易被人體吸收。1 kg成熟蜂蜜的熱值為3280大卡。
蜂蜜對壹些慢性病有壹定的療效。經常服用蜂蜜對心臟病、高血壓、肺病、眼病、肝病、痢疾、便秘、貧血、神經系統疾病、胃及十二指腸潰瘍等有很好的輔助醫療作用。外用還可以治療燒傷，滋潤皮膚，防止凍傷。