黑豆營養豐富，含有蛋白質、脂肪、維生素、微量元素等多種營養成分，同時又具有多種生物活性物質，如黑豆色素、黑豆多糖和異黃酮等。
1、蛋白質
黑豆具有高蛋白、低熱量的特性，蛋白質含量高達45%以上，其中優質蛋白大約比黃豆高出1/4左右，居各種豆類之首，因此也贏得了“豆中之王”的美譽。與蛋白質豐富的肉類相比，黑豆不但毫無遜色，反而要更加勝出一籌，其蛋白質含量相當於肉類（豬肉、雞肉）的2倍，是雞蛋的3倍，更是牛奶的12倍，因此又被譽為“植物蛋白肉”。
2、脂肪酸
研究發現，每100克黑豆中含粗脂肪高達12克以上，檢測發現其中含有至少19種脂肪酸，而且不飽和脂肪酸含量竟然高達80%，其中亞油酸含量就占了約55. 08%。亞油酸作為不飽和脂肪酸的一種，是人體中十分重要的必須脂肪酸，對膽固醇代謝具有至關重要的調節作用, 只有當膽固醇與亞油酸結合時才能在體內轉運而進行正常代謝。而當亞油酸缺乏時, 膽固醇將與飽和脂肪酸結合並在人體內沉積，導致動脈硬化的發生，因此，亞油酸又有“血管清道夫”的美譽。
3、黑豆灰分
灰分是食品的六大營養素之一，人體需要的各種無機鹽均來自於食品的灰分，因此，灰分含量的多少可以從一個方面反映食品營養價值。不同食物的灰分組成和含量相差很大, 因此灰分是指示食品中無機成分總量的一項指標。黑豆中灰分含量為4.47%，明顯高於其他豆類。進一步分析黑豆灰分的成分，可以發現多種礦物質及微量元素，如鋅、銅、鎂、鉬、硒、磷等，而且含量都比較高。
4、維生素
維生素對人體健康的重要性，估計大家都能說出一些來，單就從字面上就能猜測出這個詞語的大概意思了，維生素——維持生命的元素。黑豆中富含多種維生素，尤其是維生素E在每百克黑豆中的含高達17.36微克。維生素E（Vitamin E）是一種脂溶性維生素，是最主要的抗氧化劑之一，發揮著重要的抗氧化保護機體細胞免受自由基的毒害的作用。
5、異黃酮
異黃酮是黃酮類化合物中的一種，主要存在於豆科植物中，所以又經常被稱為大豆異黃酮，由於其是從植物中提取，與女性雌激素結構相似，所以異黃酮又有“植物雌激素”之稱。早有研究證實，黃豆的異黃酮含量極為豐富，有實驗發現，黑豆的異黃酮含量比黃豆還要多。
6、皂苷
皂苷，是一種存在於植物細胞內結構複雜的化合物，同時也是一種具有重要藥用價值的植物活性成分。黑豆皂苷對遺傳物質DNA損傷具有保護作用。在清除活性氧方面，皂苷同樣有良好作用，其中的機制可能是皂苷終止了自由基的連鎖反應，抑制生物膜上多不飽合脂肪酸的過氧化作用，清除脂質過氧化產物，穩定細胞膜、抑制細胞膜系統內鈣離子水準的異常升高，最終達到保護生物膜及亞細胞結構的完整性的作用。
7、多糖類物質
黑豆多糖是清除人體自由基的功臣之一。研究發現，黑豆多糖屬於非還原性、非澱粉性多糖，具有顯著的清除人體自由基的作用，尤其是對超氧陰離子自由基的清除作用非常強大。此外，還有研究發現，黑豆中的多糖成分還可以促進骨髓組織的生長，具有刺激造血功能的再生的作用。
8、黑豆色素
黑豆色素是黑豆重要的生物活性物質之一，以黑豆皮為原料提制出的天然色素稱為“黑豆紅色素”，簡稱“黑豆紅”。黑豆紅色素可以降低脂質過氧化反應終產物丙二醛（MDA）含量，同時提高超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的含量，這就意味著黑豆紅色素具有明顯的抗氧化作用。