В маточном молочке содержится около 65% воды, 15–18% белков (представленных в основном альбуминами и глобулинами, близкими по свойствами к белкам сыворотки крови), 12–19% углеводов (глюкоза, фруктоза, сахароза), 3–5,7% жиров (в том числе стерины, глицерины, фосфолипиды, жирные кислоты — янтарная, пальмитиновая, стеариновая, деценовая и др.). В составе маточного молочка также присутствуют: нуклеиновые кислоты (в том числе аденозинтрифосфорная, рибонуклеиновая и дезоксирибонуклеиновая кислоты), органические кислоты, витамины (B1, B2, B3, В4, B5, B6, B7, В8, В9, B12, B15, E, A, D, C), макро-и микроэлементы (калий, натрий, кальций, магний, железо, марганец, цинк, медь, никель, кобальт, хром, сера, кремний, золото и др.), гормоны (тестостерон, эстрадиол, прогестерон), ферменты (амилаза, глюкооксидаза, аскорбинооксидаза, каталаза, инвертаза, протеаза, фосфатаза, холинэстераза и т.д.), ацетилхолин и другие биологически активные вещества.