Mrkev obecná obsahuje mnoho vitamínů a jiných užitečných látek, z nichž nejvýznamnější jsou β-karoteny - dimery vitamínu A zodpovědné za červenou barvu kořene. Dále je bohatá na vlákniny a antioxidanty. Po chemické stránce byla podrobně prozkoumána a v jejím kořenu a semenech bylo nalezeno několik set různých chemických sloučenin. Mezi nejvýznamnější z nich patří:
