海藻中含有丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质以及多种生物活性物质。海藻的营养成分主要有优质蛋白、褐藻胶、岩藻多糖、碘、钙、镁、铁、维生素B12、维生素K、叶酸等。
海藻中的蛋白质含量较高，尤其是紫菜、海带等品种，其蛋白质含有人体必需的8种氨基酸，且消化吸收率较高。海藻蛋白具有低脂肪、低热量的特点，适合需要控制体重的人群食用。部分海藻蛋白还具有抗氧化、调节免疫等生理功能。
海藻富含水溶性膳食纤维，如褐藻胶、卡拉胶等，这些物质能够吸水膨胀，增加饱腹感，有助于控制食欲。膳食纤维还能促进肠道蠕动，改善便秘情况。部分海藻多糖还具有调节血糖、降低胆固醇的作用。
海藻是碘的天然优质来源，对甲状腺功能有重要影响。海藻还含有丰富的钙、镁、铁等矿物质，其中钙含量超过牛奶，铁含量高于菠菜。这些矿物质多以有机形式存在，生物利用度高，有助于预防骨质疏松和贫血。
海藻含有多种维生素，特别是维生素B12，这对素食者是重要的补充来源。海藻中的维生素K有助于血液凝固和骨骼健康，叶酸对孕妇尤为重要。部分海藻还含有维生素C、维生素E等抗氧化维生素。
海藻含有多种具有生理活性的多糖类物质，如岩藻多糖、褐藻糖胶等，这些物质具有抗肿瘤、抗病毒、调节免疫等潜在健康益处。海藻中的多酚类化合物具有较强的抗氧化能力，有助于清除体内自由基。
海藻营养丰富但含碘量较高，甲状腺疾病患者应控制摄入量。建议将海藻作为均衡饮食的一部分，每周食用2-3次，每次20-30克干品为宜。不同品种的海藻营养成分差异较大，可多样化选择紫菜、海带、裙带菜等品种。食用前应充分浸泡清洗，去除可能的重金属和盐分。海藻时可搭配富含维生素C的食物，以提高铁的吸收率。
