L'huile d'olive est composée essentiellement de matières grasses, environ 99% ; le 1° restant étant des squalènes, des alcools triterpéniques, des stérols, des phénols, etc. La matière grasse de l'huile d'olive est constituée de triglycérides, formés d'acides gras, principalement mono-insaturés. On sait que ces acides, quand ils remplacent les acides gras saturés, provenant d'autres produits alimentaires, diminuent les risques de maladies coronariennes, puisqu'ils abaissent le taux de cholestérol total et celui du cholestérol LDL ou «mauvais cholestérol». Par ailleurs, on pense qu'ils augmentent le taux de cholestérol HDL ou «bon cholestérol». Ainsi, l'huile d'olive protège contre l'oxydation qui est à l'origine de l'athérosclérose. Les acides gras libres sont les triglycérides dégradés qui se détachent et circulent librement et dont le pourcentage détermine l'acidité de l'huile. Les composés antioxydants de l'huile d'olive sont principalement les phénols et les squalènes. Il s'agit principalement des composés phénoliques, dont l'importance dans la protection de l'organisme (diminution du cholestérol LDH, mais aussi prévention de certaines maladies cardiovasculaires et même cancer), a été démontrée par certaines études. Les squalènes appartiennent également aux lipides. Dès qu'ils sont absorbés, ils sont transformés en cholestérol, des études sont en cours pour montrer leurs effets sur l'organisme humain. Les nutriments les plus importants de l'huile d'olive sont principalement des vitamines, dont la vitamine K et la vitamine E, essentielles dans la coagulation du sang, la formation des os et la protection du système immunitaire.