В их составе калий (647 мг/100 г), кальций (57 мг/100 г), фосфор (860 мг/100 г), магний (420 мг/100 г), натрий (0,4 мг/100 г), фтор, кремний, хром, марганец, кобальт, медь, молибден. Семена содержат витамины B1 (1,5-2,2 мг/100 г), B2 (0,25 мг/100 г), B3 (5,4-5,6 мг/100 г), B5 (1,4-2,2 мг/100 г), биотин (0,67 мг/100 г), B6 (0,8-1,1 мг/100 г), фолиевую кислоту (1 мг/100 г). Являются одним из самых богатых источников витамина E (21,8 мг/100 г), содержат витамины D и F, а по некоторым данным и витамин B12.
Семена подсолнечника содержат большое количество жирного масла (в состав которого входят глицириды олеиновой, линолевой, пальметиновой, стеариновой, арахидной, лигноцериновой кислот), каротиноиды, дубильные вещества, лимонную, винную, хлорогеновую кислоты, фитин.