海參體內含有18種氨基酸，其中甘氨酸、精氨酸和谷氨酸含量遠遠高於其它氨基酸。另外，刺參的必需氨基酸含量明顯高於其它海參。氨基酸是合成蛋白質的物質基礎，具有極高的營養和藥用價值。
海參體內含有VA、VB1、VB2、VB6、VD、VE和VK7種維生素。維生素在人體內不能自行合成，為人體生長和代謝所必需。
海參必需脂肪酸種類齊全，如亞油酸、亞麻酸、EPA、DHA等。其中刺參的必需脂肪酸含量明顯高於其它海參。必需脂肪酸對於增強人體免疫以及人腦的機能具有重要作用。
海參體內富含人體必需的常量和微量元素，其中微量元素中鐵、鋅含量明顯高於其它元素。
海參多糖
海參多糖是海參體壁的重要功能成分，其含量最高可占幹海參總有機物的31%。海參的多糖含量及組成等是衡量海參營養價值的重要化學指標。現代藥理學研究表明：海參多糖有多種藥理活性，包括抗腫瘤、免疫調節、抗凝血與抗血栓形成、降血脂等作用。海參體壁的多糖主要分為海參硫酸軟骨素、海參巖藻聚糖硫酸酯兩大類。
海參皂苷
海參皂苷為海參所特有的壹類三萜皂苷，是海參的主要次生代謝產物，也是其進行防禦的化學物質基礎。現代藥理活性研究表明海參皂苷具有提高免疫力、抗腫瘤、抗菌、抗癌等多種生物活性。
腦苷脂
腦苷脂亦稱為酰基鞘氨醇己糖苷，是壹類廣泛存在於菌類、植物類、動物類及海洋生物組織細胞膜中的內源性生物活性物質。腦苷脂屬鞘脂類的壹種，由神經酰胺、糖基兩部分組成。近年來海參中已報道的腦苷脂類化合物僅10多種，發現其具有預防脂肪肝、抗腫瘤等生物活性。
神經節苷脂
神經節苷脂是棘皮動物體內壹種重要生物活性成分，其分子中含有壹個或多個唾液酸。神經節苷脂與許多生物學過程相關，並且在壹些中樞神經系統疾病的病理過程中起重要作用。
幾百年前，我國人民就認為海參不僅是壹種佳肴，而且還是壹種滋補保健品：海參性溫補，足敵人參，故名海參；味甘鹹，補腎經，益精髓，消痰延，攝小便，壯陽療痿，殺瘡蟲”。現代藥理研究表明，海參具有多種活性成分，具有抗腫瘤、調節免疫力、抗氧化等多種藥理作用。