Des glucides (sucres) en grande quantité : 78 à 80 %,
représentés essentiellement par du fructose : 38 %,du glucose : 31 %,
ainsi que du maltose, du saccharose et divers autres polysaccharides (mélibiose, turanose, mélézitose…).

De l'eau : Variable selon la maturité du miel lors de sa récolte, max. 18 %

Des protides : moins de 1 %, mais contenant un très grand nombre d'acides aminés libres : acide aspartique, acide glutamique, alanine, arginine, asparagine, cystine, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, méthionine, phénylalanine, proline, sérine, tryptophane, tyrosine et valine.

Des sels minéraux : de 0,1 % max. pour les miels de nectar et autre, jusqu'à 0,5 % (extrait du codex alimentarius) pour les miels de miellat, avec plus d'une trentaine d'éléments déjà inventoriés : aluminium, argent, arsenic, baryum, béryllium, brome, calcium, césium, chlore, chrome, cobalt, cuivre, fer, lithium, magnésium, manganèse, mercure, molybdène, nickel, or, palladium, phosphore, potassium, rubidium, scandium, silicium, sodium, soufre, strontium, titane, vanadium, zinc, zirconium.
Ces éléments minéraux ne sont pas toujours tous présents dans un miel déterminé. Par contre, certains le sont systématiquement dans tous les miels et souvent alors en grande quantité, notamment le potassium, premier cation intracellulaire indispensable à la vie. Les miels foncés sont globalement plus riches quantitativement en matières minérales que les miels clairs.

Des acides organiques, libres ou combinés sous forme de lactones : 0,3 %, le principal d'entre eux étant l'acide gluconique.
Un grand nombre de vitamines, dont les quantités, loin de couvrir les besoins journaliers des humains, n'en constituent pas moins un appoint non négligeable.

Le miel contient essentiellement les vitamines B1, B2, B3 (ou vitamine PP), B5, B6, C, et accessoirement les vitamines A, B8 (ou vitamine H), B9, D et K.

Des lipides (corps gras), en infime quantité, sous plusieurs formes : triglycérides, acides gras (acide palmitique, oléique, et linoléique).

De nombreux composés organiques complexes : Des enzymes, dont les principaux sont les amylases alpha et bêta, la gluco-invertase et la gluco-oxydase ; ces enzymes (qui facilitent la digestion des aliments et sont à l'origine de certaines vertus du miel) sont détruites par un chauffage exagéré du miel qu'il y a donc lieu de toujours éviter.
(la température de la ruche au niveau du couvain étant régulée à 35 °C par les abeilles, il convient de ne pas chauffer le miel au-dessus de 40 °C, si l'on veut lui conserver ses propriétés).

Plusieurs facteurs antibiotiques naturels, regroupés sous le nom générique d'inhibine, qui sont en fait de puissants bactériostatiques, c'est-à-dire qu'ils empêchent le développement des bactéries mais ne les tuent pas.

De nombreuses autres substances biologiques diverses : un principe cholinergique proche de l'acétylcholine, un principe œstrogène,des flavonoïdes dotés de multiples et intéressantes propriétés physiologiques, des alcools et des esters, des substances aromatiques qui non seulement donnent l'arôme (comme l'acide phénylacétique) et le goût spécifique d'un miel donné, mais qui ont aussi des vertus thérapeutiques, [réf. nécessaire] des matières pigmentaires, spécifiques à chaque miel, qui lui donnent sa couleur propre.


Et enfin des grains de pollen qui en signent l'origine botanique.