含脂肪油40～50％（山西省资料，含油量达58.3～74.7％），主成分是亚油酸甘油酯，混有少量亚麻酸及油酸甘油酯。又含蛋白质15.4％，碳水化物10％，钙0.119％，磷0.362％，铁0.085％，胡萝卜素0.17毫克％，核黄素0.11毫克％。

成熟果实含纤维素和戊聚糖。未成热果实含瓜氨酸、胡桃叶醌及维生素C。

胡桃仁含粗蛋白22.18%，其中可溶性蛋白的组成以谷氨酸（glutamic acid）为主，其次为精氨酸（arginine）和天冬氨酸（aspartic acid）。粗脂类64.23%，其中中性脂类占93.05%；中性脂类中三酰甘油82.05%，甾醇脂3.86%，游离脂肪酸4.80%.总脂和中性脂类中脂肪酸组成主要为亚酸（linoleic acid）64.48%-69.95%和油酸（oleic acid）13.89%-15.36%；三酰甘油所含脂肪酸主要为亚麻酸（linolenic acid）69.98；甾醇酯非皂化部分主要为β-谷甾醇（β-sitosterol），并有少量的菜油甾醇（campesterol），豆甾醇（stigmasterol），燕麦甾-5-烯醇（△-avenasterol）,豆甾-7-稀醇（△-stigmasterol）；糖类13%；多种游离的必需氨基酸；异亮氨酸（isoleucine），亮氨酸（leucine），色氨酸（tryptophan），苯丙氨酸（phenylalanie），缬氨酸（valine），苏氨酸（threonine）及赖氨酸（lysine）等，其含量为总氨基酸的47.50%。

果实含1，4-萘醌（1，4-naphthoquinone），胡桃叶醌（juglone），4-羟基-1-萘基-β-D-吡喃葡萄糖甙（4-hydroxy-1-naptaleny-β-D-glucopyranoside），4，8-二羟基-1-萘基-β-D-吡喃葡萄糖甙（4，8-di-hydroxy-1-naphthalenyl-β-D-glucopyranoside），钾、钙、铁、锰、锌、铜、锶等多种微量元素，未成熟果实福含维生素C（8349-12644mg/100g干重）。果皮含水杨酸（salicylic acid），对-羟基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid），香草酸（vanillic acid），龙胆酸（gentisic acid），对-羟基苯基酸（p-hydroxyphenyllactic acid），没食子酸（gallic acid），对-香豆酸（p-coumaric acid），阿魏酸（ferulic acid），咖啡酸（caffeic acid），芥子酸（sinapic acid），原儿茶酸（pro-tocatechuic acid），丁香酸（syrigic acid），和绿原酸（chlorgeuic acid）。

末成熟果实外果皮含α－氨化胡桃叶醌（α－hydrojuglone），β－氢化胡桃叶醌，α－氢化胡桃叶醌－4-β-D-吡喃葡萄糖甙（α－hydroju-glone-4-β－D-glucopyranoside），1，4-萘醌，2-甲基-1，4-萘醌（2-methyl-1,4-naphthoquinone），胡桃叶醌，5-羟基-2-甲基-1，4-萘醌（5-hydroxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone），5-羟基-3-甲基-1，4-萘醌（5-hydroxy-3-metnyl-1,4-naphthoquinone）,2.3-二甲基-5-羟基-1，4-萘醌（2，3-dimethyl-5-hydroxy-1,4-naphthoquinone）及2，3-二氢-5-羟基-1，4-萘醌（2，3-dihydro-5-hydroxy-1,4-naphtho-quinone）及2，3-二氢-5-羟基-2-甲基-1，4-萘醌（2，3-dihydro-5-hy-droxy-2-methyl-1,4-naphthoquinone）。