דבש בשל מורכב מכ-80% מוצקים ו-20% מים. כ-75% מהחומרים הינם סוכרים (חד-סוכרים: פרוקטוז – סוכר פירות, גלוקוז – סוכר ענבים). מעט דו-סוכרים (סוכרוז, מלטוז, לקטוז), וסוכרים מורכבים (גלוקוסכרידים). חלק מהסוכרים שרמתם בדבש נמוכה נוצרים בזמן ההבשלה או האחסון. הפרוקטוז תורם את המתיקות לדבש וקושר מולקולות מים. הגלוקוז, מאידך, מסוגל לגרום להתגבשות הדבש הודות ליצירת גבישים כאשר מולקולות שלו נפרדות מהמים בתמיסה רוויה בעודף. רמת הסוכרוז בדבש היא כ-5%.
- חומצות: חומצה גלוקונית, לקטית, פירוגלוטמית.
- מינרלים: תכולתם נעה בין 0.02% ל-1% (לפי משקל יבש): אשלגן, נתרן, סידן, מגנזיום, ברזל, נחושת, מנגן, כלור, זרחן, גפרית, סיליקון.
- אנזימים: האנזים גלוקוז אינברטאז (Glucose invertase) מופרש מבלוטות הראש של העמלה, והוא מפרק מולקולת סוכרוז לגלוקוז ופרוקטוז. הגלוקוז מתחבר לעתים לסוכרים אחרים ויוצר מולקולות מורכבות יותר.
האנזים גלוקוז אוקסידאז (Glucose Oxidase) מופרש גם הוא מבלוטות הראש של העמלה ומחמצן גלוקוז לגלוקוז לקטון, הנמצא בשיווי-משקל עם חומצה גלוקונית. רמתו בדבש נמוכה. מי חמצן (H2O2), שנוצרים על-ידי האנזים, תורמים לתכונות הבקטריוסטטיות (מפסיקות התרבות חיידקים) של הדבש.
האנזים דיאסטאז (Diastase) מיוצר בבלוטות הראש של העמלה. תפקידו אינו ידוע, היות שאין בצוף עמילן.
אנזימים נוספים: קטלאז (Catalase) ואסיד פוספאטאז (Acid phosphatase).
- חלבונים: הדבש דל בחלבונים.
- ויטמינים: תיאמין (Thiamine), פירידוקסון (Pyridoxine) ויטמין C (Ascorbic acid) ריבופילאווין (Riboflavine), חומצה פנטטונית (acid Pentatonic), ניאצין (Niacine).
- ריח וניחוח: הניחוח העדין של הדבש מקורו בצוף פרחים, והוא עלול להיפגע מחשיפה ממושכת לחום ומאחסון בלתי מתאים. עד כה אופיינו כ-130 חומרים בעלי נדיפות גבוהה כמרכיבי הניחוח.
- צבע: החומרים האחראים להיווצרות צבע הדבש החום הם פיגמנטים כדוגמת קרוטנואידים, שמקורם בגרגרי אבקת הפרחים.