Плоды черного ореха насыщены следующими веществами: флавоноидами, алкалоидом югладином, полифенольным веществом «юглон», танинами, каротином, фитонцидами, гликозидами, органическим йодом, хиноном, ферментами, сахаром и дубильными веществами. Также в плодах содержится витамины C, B1, B6, P, E, B, PP, провитамин А и витамин F), эфирные масла, различные полезные кислоты (олеиновая, линоленовая, пальмитиновая, линолевая, лауриновая, миристиновая, арахиновая и стеариновая).