1.丰富蛋白质：
海藻含有一种特殊的蛋白质称为亲糖蛋白，它对特定糖类具有亲和性而与之非共价结合。亲糖蛋白和细胞膜糖分子结合后会造成细胞沉降现象，因此是一种凝集素。亲糖蛋白普遍存在于陆上动植物及微生物中，尤其在豆科植物种子里更是丰富。亲糖蛋白借其辨识糖类的特性，在生物的防御、生长、生殖、营养储藏及生物共生上扮演重要角色。亲糖蛋白也可应用于血细胞分离检测，药物载体、免疫抗体的产生及抗癌药物的医药用途上。 
2.多糖类
在海藻中具有增强免疫力及抗癌活性的物质，属特殊多糖类、蛋白质、脂质、色素及低分子物质。在传统的中药里，几种褐藻经烹煮之后可用来预防及治疗癌症，这种热水抽出物主要成分是多糖类。 　　
3.食物纤维
食物纤维是具有多糖类结构的大分子，是构成海藻细胞壁的主要成分，也多分布在细胞间隙中。红藻及褐藻含有丰富多样的食物纤维，且大部分是水溶性。纤维的含量及结构因海藻种类而有不同；绿藻的纤维成分和陆上植物大致相同，主要是纤维素，但红藻中是洋菜、角叉藻聚糖及布糊，褐藻中是褐藻酸、褐藻聚糖及海带糖。一般海藻的纤维量约为干重的30 ~ 65%，远大于豆类、五谷类、蔬菜类及水果类的平均含量。 
4.维生素
海藻含有多种维生素，主要的有维生素B12、C及E、生物素及烟碱酸。许多海藻，如甘紫菜、网翼藻、裙带菜及浒苔等，含有丰富的维生素C，可达3 ~ 10 毫克/克藻体干重，并不逊于许多蔬菜、水果。 一般海藻体内的维生素E含量约在100微克/克藻体干重以下，但在墨角藻则高达600微克/克藻体干重以上。维生素C及E又具抗氧化作用，可阻止不饱和脂肪酸遭受过氧化物攻击。 　　
烟碱酸亦广泛存在于各种海藻中，在治疗关节炎、偏头痛及失眠上有其用途。
海藻也含有生物素，有助于调整脂肪的代谢作用。有些海藻还含有维生素B1、B2、D、A及K，这些微量维生素也有其特定功能。
5.无机元素
海水含有45 种以上的无机元素，而海藻生长在海水里，每天吸收无机元素作为营养成分，因此海藻会比陆上植物含有更多种及多量的天然无机元素，可以提供人体所需。 海藻的无机元素中以钠、钾、铁、钙含量最多。许多海藻如蕨藻、龙须菜、沙菜、指枝藻、团扇藻及网地藻，含多量的铁、钙，可以从中摄取以补充不足。海带含有多量的碘，可以提供所需。 　　
有些海藻含有较多量的镁，此元素可以纾解压力，避免因紧张引起心脏病。
海藻亦含有微量的铜、锌及锰。
6.氨基酸及脂肪酸
一些食用海藻如紫菜、掌藻、石莼及石发等有较多的蛋白质，约为藻体干重的20%~ 39%。海藻含有二十余种人体必需的氨基酸，重要的是大部分种类都有含硫氨基酸，如牛磺酸、甲硫氨酸、胱氨酸及其衍生物，每一百克干重藻体的含量约在41 ~ 72 毫克之间。