山药既是蔬菜，也可作为主粮，是一种营养价值很高的药食两用型食物。山药的营养很丰富，富含多种维生素、氨基酸和矿物，自古以来就被视为补虚佳品。尤其是铁棍山药，富含18种氨基酸和10余种微量元素，及其它矿物质。
据测定，每100克鲜山药含热量56.00大卡，碳水化合物12.40克，脂肪0.20克，蛋白质1.90克，纤维素0.80克，维生素A3.00微克，维生素C5.00毫克，维生素E0.24毫克，胡萝卜素20.00微克，硫胺素0.08毫克，核黄素0.02毫克，尼克酸0.3毫克，钙14毫克，磷42毫克，铁0.3毫克。
此外，山药还含有多酚氧化酶、淀粉糖化酶、淀粉酶、胆碱、黏液蛋白等营养成分。
山药所含的热量和碳水化合物只有红薯的一半左右，不含脂肪，蛋白质含量较红薯高。山药的主要成分是淀粉，其中的一部分可以转化为淀粉的分解产物糊精，糊精可以帮助消化，所以山药是可以生吃的芋类食品。
山药含有多种微量元素，尤其钾的含量较高；所含维生素种类和数量较少，不含维生素B12、维生素K、维生素P、维生素D，几乎不含胡萝卜素。
山药的叶是胡萝卜素的极好来源，也是钙、铁、维生素C的良好来源。
山药含有淀粉糖化酶、淀粉酶等多种消化酶。特别是它所含的能够分解淀粉的淀粉糖化酶，是萝卜中含量的3倍，胃胀时食用，有促进消化的作用，可以去除不适症状。
山药具有很强黏度的物质基础是糖和蛋白质的复合体-一种被称为黏蛋白的物质，这种物质可以防止黏膜损伤，并且在胃蛋白酶的作用下保护胃壁，预防胃溃疡和胃炎。
山药含有皂甙、胆碱等多种成分。皂甙能够降低胆固醇和甘油三酯，对高血压和高血脂等病症有改善作用。胆碱是与学习记忆有关的神经传递物质-乙酰胆碱的物质基础。
近年研究指出，山药最富营养的成分在它的黏液中，构成这种黏液的主要成分是甘露聚糖和黏蛋白(糖蛋白的一种)。甘露聚糖是一种能溶解于水的半纤维素，可吸水膨胀80～100倍，吃了以后在胃中体积变大，容易产生饱腹感；黏蛋白可降低血液胆固醇，预防心血管系统的脂质沉积，有利于防止动脉硬化。山药对于糖尿病有辅助疗效，除了易产生饱腹感，有利于控制食量外，甘露聚糖还有改善糖代谢，提高胰岛素敏感性的功用。
在山药中还有一种重要的营养成分，那就是薯蓣皂苷，被称为是天然的DHEA（去氢表雄酮）。这类成分有助于体内合成各种荷尔蒙，有荷尔蒙之母的称谓，能促进皮肤表皮细胞的新陈代谢，提升肌肤的保湿功能，并对改善体质也有一定的帮助作用。
山药中富含纤维素以及胆碱、黏液质等成分，能供给人体所需的大量黏液蛋白，而且这是一种多糖蛋白质的混合物，对人体有特殊的保健作用。这种黏液蛋白能预防心血管系统的脂肪沉积，保持血管的弹性，防止动脉粥样硬化过早发生；同时它还能减少皮下脂肪堆积，避免出现肥胖；而且这种黏液多糖类物质与无机盐相结合时，还可形成骨质，使软骨富有一定的弹性，有助于预防老年骨折。
山药有很好的美容功效，因为它含有植物女性荷尔蒙的成分，能防止肌肤老化，让毛孔、皮肤细嫩。而且它含有糖、蛋白质、钙、铁、淀粉酶等成分，可改善肌肤干燥现象，有深层滋养的功效。以山药作为自制面膜的主要原料，在美白和抗老的方面起了非常大的作用。
