La pastèque, ou melon d'eau, est un fruit désaltérant car très riche en eau. Peu calorique, elle apporte un large éventail de vitamines et de composés antioxydants. Sa chair peut être rouge, rosée, blanche ou jaune. Composée à près de 92% d'eau, la pastèque est un fruit peu énergétique. Elle se situe parmi les fruits les moins riches en glucides, tandis que les protéines et les lipides ne sont présents dans sa chair qu'en toutes petites quantités. Sa saveur sucrée est due à la nature de ses glucides, composés essentiellement de saccharose et de fructose, aux pouvoirs sucrants élevés. La pastèque fournit de la vitamine C. Elle est aussi source de vitamines du groupe B ainsi que de provitamine A. Les pépins de la pastèque sont comestibles et fournissent de la vitamine C. Sa teneur en minéraux est peu élevée, mais ceux-ci sont bien diversifiés. On y trouve en effet du potassium, du magnésium, de petites quantités de calcium, de phosphore, ainsi que différents oligo-éléments : fer, zinc, cuivre, manganèse. Ce fruit offre cependant une concentration importante en composés antioxydants. Les principaux composés antioxydants de la pastèque sont des caroténoïdes, plus particulièrement du lycopène, et, dans une moindre mesure, du bêta-carotène. Le lycopène a entre autres un effet hypocholestérolémiant, il prévient l'inflammation et il empêche la formation de certains types de cellules cancéreuses. Des concentrations élevées de lycopène dans le sang ont également été associées à une plus faible incidence de maladies cardiovasculaires et de cancer de la prostate. Une portion de 125 ml (1/2 tasse) de pastèque contient environ 3,5 mg de lycopène, soit approximativement la même quantité qu'une tomate moyenne, reconnue comme une source importante de lycopène. La pastèque est également un des aliments les plus riches en citrulline, un acide aminé. Dans le corps humain, la citrulline est convertie en arginine (un acide aminé essentiel), qui joue un rôle sur les systèmes cardiovasculaire et immunitaire et qui aurait des effets bénéfiques sur la santé des vaisseaux sanguins. Les pastèques à chair orangée ou jaune en contiennent généralement plus que celles à chair rouge. Selon une étude, la consommation quotidienne de jus de pastèque permettrait d'augmenter les taux d'arginine dans le plasma sanguin chez l'humain.
