有机冬瓜和普通冬瓜的营养成分差不多，包括果肉、瓤和籽，含有丰富的的蛋白质、碳水化合物、维生素以及矿质元素等很高的营养成分。不同产地的冬瓜营养成分略有差异，以中国广东产冬瓜为例，每100g鲜冬瓜中含有蛋白质0.3g，碳水化合物1.8g克，膳食纤维0.9g，钾65mg，钠0.2mg，磷14mg，镁5mg，铁0.1mg，抗坏血酸27mg，维生素E0.02mg，核黄素0.01mg，硫胺素0.01mg，尼克酸0.2mg。研究表明，冬瓜维生素中以抗坏血酸、硫胺素、核黄素及尼克酸含量较高，具防治癌症效果的维生素B1，在冬瓜子中含量相当丰富;矿质元素有钾、钠、钙、铁、锌、铜、磷、硒等8种，其中含钾量显著高于含钠量，属典型的高钾低钠型蔬菜，对需进食低钠盐食物的肾脏病、高血压、浮肿病患者大有益处，其中元素硒还具有抗癌等多种功能;含有除色氨酸外的8种人体必需氨基酸，谷氨酸和天门冬氨酸含量较高，还含有鸟氨酸和Y-氨基丁酸以及儿童特需的组氨酸;冬瓜不含脂肪，膳食纤维高达0.8%，营养丰富而且结构合理，营养质量指数计算表明，冬瓜为有益健康的优质食物。
冬瓜中的不少化学成份具有显著的生理活性。冬瓜果肉含有腺嘌呤、β-谷甾醇、羽扇豆醇、十三烷醇、甘露醇、鼠李糖、葫芦素β等多种功能性成份。冬瓜瓤含葫芦巴碱(tfigonelline)、组氨酸、腺嘌呤、维生素B1、C、E等。冬瓜皮含蜡类及树脂类物质等。冬瓜籽含皂甙0.6%，尿素、尿素分解酶、脂肪油、瓜氨酸、组氨酸、蛇麻脂醇，甘露醇，β-谷甾醇等，尤其以维生素B1含量相当丰富。