A zöldségek többségének 80%-a víz, a szárazanyag nagy részét szénhidrát, fehérjék és zsírok képezik. Ízanyagokat csak nagyon alacsony százalékban tartalmaznak.
A tökféléknek különösen magas a víztartalma, a burgonyában sok a keményítő, amelyet a növény tartaléktápanyagként halmozott fel. Szintén tartaléktápanyag a kukorica, a sárgarépa, a padlizsán, a hagyma és még sok más zöldség szacharóza. Az idősebb zöldségek fásodnak, növekszik a lignintartalmuk, a víz elpárolog belőlük, és a cukrok koncentrálódnak: az öreg sárgarépa édesebbnek tűnik, mint a fiatal. A cukrok azonban megváltoznak, amint a zöldséget leszedjük. Jó példa erre a csemegekukorica, a szárról letörve rögtön a fazékba kell tenni, hogy az ízét megőrizze.
A fehérjék általában a szárazanyag 1% körüli mennyiségét teszik ki, de ez lehet 4%, például a kukoricában és 8% is, például a hüvelyesekben. A zöldségek fontos vitaminforrások is. vitamintartalmuk függ a napszaktól, a hőmérséklettől, és szedésük időpontjától. A napfény növeli a tarlórépa C-vitamin tartalmát, és B-vitaminban is gazdagabb, ha reggel szedik le. A 10-15 Celsius fokon nevelt káposzta B-vitamin tartalma magasabb, és szedés után, frissen a legnagyobb a tápértéke. A tápanyagok a levelekben koncentrálódnak.
A zöldségek egyéni karakterüket sejtjeik elrendeződésének és a bennük található anyagoknak köszönhetik. A sejtfalak cellulózból és ligninből állnak – ezek a sejtépítő anyagok okozzák a rostosságot (articsóka), a fásságot (zeller) és a ropogósságot (sárgarépa). A ropogósság a víztartalomtól is függ. A sejteket egy másik szénhidrát, a pektin ragasztja össze. A zöldségek jellemző összetevője a víz és a keményítő. Legtöbbjük sok vizet tartalmaz, legtöbbet a tökfélék.
Sok zöldség jellemző tulajdonságait a kis mennyiségben jelen lévő kémiai elemek határozzák meg, például a káposztafélékben a kén – ez adja a főtt káposzta jellegzetes szagát. A hagyma olyan enzimet tartalmaz, amely könnyezésre készteti a szemet. Találunk még a zöldségekben lipideket (zsírokat), szerves savakat és festékanyagokat (pigmenteket), mint például a klorofill, a sárga- és narancsszínű karotinoidok és a kék vagy lila antociánok.
