橄榄油中含有65.8-84.9%的单不饱和脂肪酸。除了供给人体大量的热能外，还能调整人体血浆中高、低密度脂蛋白胆固醇的比例，食用橄榄油后可以增加人体内的高密度脂蛋白HDL的平衡浓度,以保证人体对胆固醇的要求。而且还会降低血浆中低密度脂蛋白LDL的浓度，以防止人体内胆固醇过量。

橄榄油中含有3.5-22%左右的多不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸又可分为ω-3脂肪酸(主要为亚麻酸)和ω-6脂肪酸(主要为亚油酸)。这些是人体所必需的且人体又不能自身合成的脂肪酸。所以也叫做必需脂肪酸，据世界医学界数十年对人体的必需脂肪酸的研究证明:当人体的必需脂肪酸含量ω-3脂肪酸和ω-6脂肪酸的比率为1:4时,各种疾病很难入侵人体。而橄榄油中所含的必需脂肪酸的比例正好是1:4，同人乳相似。

橄榄油中含有丰富的微量元素角鲨烯、黄酮类物质和多酚化合物，能增强人体的免疫力，延缓衰老。

它还含有每百克0.03到0.36毫克的ß-胡萝卜素，1.2-43毫克的维生素E,及维生素A、D、F、K等多种脂溶性维生素,是人体器官必须的营养物质。因此当今医学界把橄榄油公认为最益于健康的食用油之一。美国、德国等西方国家早已把橄榄油载入药典。