Miód pod względem chemicznym jest nasyconą mieszaniną różnych związków cukru (węglowodanów) rozpuszczonych w wodzie, zawierającą dodatkowe substancje roślinne i specyficzne wydzieliny pszczół. Zawartość węglowodanów w miodzie określana jest na 75% do 80%, zaś wody nie więcej jak 16% do 19%. Podstawowymi cukrami są: fruktoza i cukier gronowy, tzw. glukoza. Przeciętna zawartość fruktozy w miodzie waha się od 34% do 41%, a w niektórych odmianach miodu jest wyższa. Z kolei zawartość glukozy wynosi od 28% do 35%. Oba rodzaje cukrów zbudowane są z jednej molekuły i zwane są cukrami prostymi, inaczej monosacharydami. Tak zwane dwucukry (disacharydy) składają się z dwóch wzajemnie powiązanych molekuł cukrowych. Należy do nich sacharoza występująca zarówno w miodzie, jak i w zwykłym cukrze krystalicznym.

Cukrami wysokimi (oligosacharydy) są węglowodany składające się z od trzech do ośmiu wiązań podstawowych. Stwierdzono, że w różnych miodach może być więcej niż dwadzieścia różnych oligosacharydów. To, który rodzaj cukrów dominuje w miodzie, zależy przede wszystkim od gatunku roślin, z których zebrany został surowiec. Do substancji odżywczych występujących w miodzie należą oprócz, węglowodanów różne składniki białkowe i aminokwasy oraz proteiny. 100g suchej masy miodu zawiera ok. 100mg aminokwasów. Ze względu na fakt że większa część zawartych w miodzie połączeń białkowych ma pochodzenie roślinne, skład aminokwasów wyznacza jego regionalne pochodzenie. Miód zawiera szereg ważnych substancji mineralnych. Dostają się one do pszczelego produktu z soków roślinnych. Zawartość składników mineralnych jest różna dla każdej odmiany miodu. Zwykle w miodach spadziowych jest więcej składników mineralnych niż w miodach kwiatowych. Jeśli miody kwiatowe zawierają przeciętnie 100mg składników mineralnych w kilogramie, to w miodach spadziowych można znaleźć od 400mg do 1000mg składników mineralnych w kilogramie.

We wszystkich odmianach miodu najwięcej jest potasu. Oprócz, niego występuje też sód, wapń, magnez i chlor. Do śladowych składników mineralnych zaliczyć można żelazo, cynk. mangan, miedź i chrom. W małych ilościach występują w miodzie rozpuszczalne w wodzie witaminy B1, B2, niacyna, witamina B6, kwasy pantotenowe i witamina C. Szereg innych składników może w znaczący sposób wpływać na zdrowotny charakter miodu. Należą do nich kwasy, składniki aromatyczne i barwniki, ziarna pyłku kwiatowego, enzymy i flawonoidy. Licznie występujące kwasy organiczne wpływają na stopień kwasowości miodu. Przez przekształcenia chemiczne zachodzące w kwasach powstają związki aromatyczne i zapachowe, które nadają miodom specyficzny smak i zapach. Stwierdzono istnienie w miodzie ponad 120 takich zwykle wrażliwych na wysoką temperaturę składników. Kolor miodu jest zależny od rodzaju składników barwiących występujących w roślinach, m.in. flawonoidów. Całkowita zawartość flawonoidów w 100g miodu waha się między 0,5mg a 2mg. Enzymy w miodzie pochodzą przeważnie od pszczół, po części są jednak pochodzenia roślinnego. Dodawane przez pszczoły enzymy to sacharaza, diastaza, glukooksydaza. Z nektaru i spadzi pochodzą katalaza i kwaśna fosfataza.
Enzymy są połączeniami białkowymi i sterują niemal wszystkimi chemicznymi przemianami w organizmie, obniżają poziom wymaganej energii, ułatwiając tym samym zachodzenie reakcji chemicznych. Przykładem może być przekształcanie sacharozy w glukozę i fruktozę, które zachodzi podczas przemiany węglowodanów w jelitach. Proces ten może mieć miejsce również w miodzie zgromadzonym w słoju, jeżeli tylko miód nie został przegrzany.

Składniki miodu: