蜂毒化学成分非常复杂，经过广大科学家长期的努力，做了大量的研究工作，现在对其大多数成分已有所了解。
从毒性强度来说，蜂毒以大胡蜂的毒性最强，蜜蜂次之。蜂毒主要含蚁酸、蛋白质、挥发油、正磷酸、组胺、色氨酸、磷酸镁、胆毒等。其中挥发油是引起烧灼痛感的主要成分之一。蜂毒的提炼多以蜜蜂为主，其成分约40多种，主要有如下几种。
1.多肽类物质 蜂毒中的多肽类物质约占蜂毒干重的70%~80%，主要有11种肽，如蜂毒肽(Melittin，占干蜂毒重量的40%~50%，由26个氨基酸组成的多肽，分子量2840);蜂毒明肽(apamin，占干蜂毒重量的2%~3%，由18中氨基酸组成，分子量2035);脱颗粒肥大细胞肽MCD-多肽(Mast Cell Degranulating Peptide)，或401肽，占干燥蜂毒重量的2%~3%，由22个氨基酸组成，分子量为2593，约占干燥风度重量的40%~50%。这3中多肽的化学结构已经明确。
另外还有心脏肽(Cardiopep，又称卡狄平，占干蜂毒重量的0.7%，由11个氨基酸组成，分子量为1940)、赛卡品(Secapin，又称“镇静肽”占干蜂毒重量的1%，由24个氨基酸组成的强碱性多肽)、安度肽(Adolapin)、含组胺肽(Hi-stapeptid，占干蜂毒重量的0.6%~0.8%);以及微量的普鲁卡胺、咪尼敏、多肽-M等。不同蜂种其蜂毒中的蜂毒肽组成不一样。蜂毒中的许多肽类物质是抗炎、抗细菌、抗辐射和抗风湿作用的有效成分。
举例来说，蜂毒溶血肽(melittin)，又称蜂毒肽，是蜜蜂毒液的主要组分，由26个氨基酸残基组成、具有两亲性和种的特异性。它的cDNA已经被克隆、并以融合蛋白的形式在大肠杆菌中进行表达。蜂毒溶血肽的作用机制主要包括酯酶的激活，产生第二信使，调节一些酶及离子通道;Ca2+的水平调节，影响骨骼肌和心肌的收缩;作为脂类代谢的探针。由于蜂毒溶血肽简单，且抑制病毒复制，因此可将其用于癌症的基因治疗及艾滋病的防治。此外，蜂毒溶血肽还可作为对一些作用机制进行研究的模型肽。
2.酶类物质 蜂毒中的酶类物质有50多种，其中主要有5种酶，如磷酸酯酶-A(PhoospholipaseA2)约占干燥风度重量的12%、透明质酸酶(Hyyaluronidase，占干蜂毒重量的2%~3%)，它不具有直接毒性，欲很强生物活性，能促进蜂毒成分在局部组织渗透和扩散。碱性磷酸酶、酸性粒氨酸酶，还有氨基已糖酶、粘朊酶、乙酰胆碱酯酶、C4脂肪酶、C6脂肪酶、甘氨酰-脯氨酸芳香基酰胺酶、β-氨基葡萄苷酶等等。另外尚有酶抑制剂，有保护磷酸酯酶-A、透明质酸酶等酶类及各种活性多肽免遭蛋白酶分解的作用。
3.生物胺类 蜂毒中还含有胺类物质，如多巴胺、五羟色胺、组胺、腐胺、精脒精胺等。许多胺物质既有抗炎消肿的作用，又可能与蜂针疼痛有关。
4.酸类物质 磷酸、蚁酸、脂肪酸、游离氨基酸等。
5.其他物质 蜂毒中尚有糖类，如葡萄糖、果糖等;脂类：如卵磷脂、甘油;矿物质如磷、碳、硫、镁、铜、钙、钾等元素，还有胆碱、甘油、激素、变应原B和C等物质。