羊肚菌子实体和菌丝体均含有丰富的营养成分，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、核黄素、烟酸、叶酸和维生素等多种成分。
（1） 蛋白质、氨基酸
根据张广伦等(1993）对粗柄羊肚菌子实体营养成分测定，其含蛋白质 22.06%，是木耳的 2 倍,香菇的1.3倍，比牛奶、 肉类和鱼粉都高。粗柄羊肚菌含 19 种氨基酸, 且含量非常丰富, 特别是人体必需的8种氨基酸齐全，且含量很高，每百克干样含 19.57g, 为各种食用菌之首，与牛肉、 牛乳、 鱼粉相当。其占氨基酸总量的47.47%,超过FAO标准。
同时，羊肚菌中还含有几种稀有氨基酸, 如顺-3-氨基-L-脯氨酸、 a-氨基 异丁酸、 2, 4-二氨基异丁酸, 这是羊肚菌风味独特奇鲜的主要原因。
（2） 脂肪
羊肚菌中的粗脂肪含量为3.82%，由 4 种脂肪酸组成, 其中对人体有益的亚油酸占脂肪酸总量的56.0%。亚油酸是羊肚菌具有药用价值的重要成分之一。
矿物质
人体必需的钾、磷、钙、钠、锌、铁、锰等元素含量很高。
（4）维生素
每100克羊肚菌干品中含Vb13.93mg、烟酸82.0mg、泛酸8.27mg、吡哆醇5.8mg、生物素0.75mg、叶酸3.48mg。
另外，屠雅铣等研究了羊肚菌子实体的食品毒理学安全性，结果表明：羊肚菌属无毒级，无致突变作用，对雄性生殖细胞无遗传毒性,对动物最大毒理学无作用剂量大于3.0g•BW/d，可以作保健食品的原料。