茶油以不飽和脂肪酸為主，其油酸和亞油酸含量高達90%以上，比花生油、菜籽油等草本油料含量都高，而其單不飽和脂肪酸（油酸）的含量最高達88%，這是目前所知的所有食用油中最高的，其油脂配比含量比例現已被公認為是全球食用油中的理想黃金比例。優質山茶油中的不飽和脂肪酸含量接近90%，并且脂肪酸平衡模式接近人體所需。
山茶油中含75%～88%的油酸、3.5%—21%的亞油酸和0.3%-1.5%的亞麻酸，油中的飽和脂肪酸(10%)、單不飽脂肪酸(80%)和多不飽和脂肪酸(10%)構成比例最為接近營養學家推薦的理想模式1：8：1，其中的ω3（亞麻酸）脂肪酸(1.5%)和ω6（亞油酸）脂肪酸(8%)配比也符合營養學家推薦的理想模式1：4～6。在對糖尿病、高血脂、高血壓等患者食用茶油的臨床營養學研究中，茶油無論是在營養成分還是對一些常見病的食療效果上均效果顯著，同時使用對象無一例發現不良反應。