В грецких орехах содержится жирное масло, которое состоит из глицеридов линолевой, олеиновой, стеариновой, пальмитиновой и линоленовой кислот, белковые вещества, аминокислоты: заменимые (аспарагин, цистин, серин, глутамин), частично заменимые (гистидин), незаменимые (фенилаланин, валин). Из углеводов в грецких орехах содержатся глюкоза, сахароза, крахмал, также обнаружены микро- и макроэлементы, витамины: В1, В2, В6, РР, Р, С, А, Е, К.

Определенную терпкость, вяжущий и горьковатый вкус орехам придает повышенное содержание дубильных веществ – до 5%, алкалоиды.

Грецкий орех называют пищей для ума. Ядро ореха удивительно похоже на человеческий мозг. Орехи оказывают положительное влияние на развитие человеческого разума. «Хорошие» жирные кислоты, которые содержатся в грецких орехах, способствуют снижению уровня холестерина в крови.