橄榄油当中含有较高的单不饱和脂肪酸（55~83%%），即油酸。除了供给人体所需的大量热能外，还能调整人体血浆中高、低密度脂蛋白胆固醇的浓度比例。其中的亚油酸和亚麻油酸为人体所必需，但人体不能自身合成，食用过量对人体也有害。橄榄油中所含油酸、亚油酸和亚麻油酸的比例正好是人体所需的比例，类似母乳，这也是其他植物油所不具备的；同时橄榄油富含丰富的维生素A、D、E、F、K成分和胡萝卜素等脂溶性维生素及抗氧化物等，极易被人体消化吸收。
研究表明，橄榄油如能长期食用，具有非常好的营养保健作用：
能够降低胆固醇，防止心血管疾病的发生。对由于胆固醇浓度过高引起的动脉硬化以及动脉硬化并发症、高血压、心脏病、心力衰竭、肾衰竭、脑出血等疾病均有非常明显的防治功效。
能够改善消化系统功能。有助于减少胃酸，防止发生胃炎、十二指肠溃疡等病，提高胃、脾、肠、肝和胆管的功能。刺激胆汁分泌，预防胆结石，减少胆囊炎的发生。橄榄油具有温和轻泄剂的作用，早晨空腹服用两汤勺对缓解慢性便秘具有意想不到的功效。
能够防止大脑衰老，预防早老性痴呆。有助于增强人体对矿物质，如磷、锌、钙等的吸收，减少类风湿关节炎的发生。
能够对一些类型的恶性肿瘤如前列腺癌、乳腺癌、肠癌、鳞状细胞和食道癌有抑制作用。
能够保护皮肤，尤其能防止皮肤损伤和衰老，使皮肤具有光泽。
对于肥胖者来说，经常食用橄榄油比少吃脂肪更能控制体重。
