L’olio extravergine d’oliva è un grasso liquido a temperatura ambiente, è uno dei componenti essenziali della dieta mediterranea grazie al fatto che esso si ricava dal frutto e non dal seme, particolarità che gli consente di racchiudere varie ed importanti qualità organolettiche e nutrizionali.
L’olio ha una densità di circa 916 grammi/litro, esso è costituito per quasi il 98% da una miscela di trigliceridi (questo evidenzia che principalmente è un prodotto grasso), il rimanente 2% viene definito come frazione insaponificabile, cioè la parte delle sostanze che non subiscono alcuna alterazione se sottoposte all’azione di alcali concentrati. La composizione chimica dell’olio è influenzata da numerosi fattori: la varietà delle olive, le condizioni dell’ ambiente e del clima, le tecniche di allevamento della pianta, la fase di stoccaggio del prodotto e lavorazioni del frutto (estrazione...).

1. Acidi grassi: presenti nell’olio come costituenti dei trigliceridi e gliceridi, esteri della glicerina,(pochissimi sono gli acidi grassi liberi: quando sono in grandi quantità fanno aumentare il valore dell’acidità, quindi la possibilità degli oli di ossidarsi, a partire dai radicali liberi, rendendo un olio sgradevole), esteri con altri grassi. I trigliceridi, che in origine si trovano quasi esclusivamente nella polpa delle olive, sono fonte di energia per l'organismo, apportano acidi grassi essenziali (non riproducibili dall'organismo), favoriscono l'assorbimento di vitamine liposolubili, hanno azione plastica nella strutturazione delle membrane cellulari, azione funzionale come precursori delle prostaglandine, protettiva (quelli insaturi) per l'azione verso i radicali liberi e il colesterolo nell'organismo.
2. Alcoli: presenti nella percentuale del 20/30%, sono molecole generalmente molto volatili, infatti evaporando a basse temperature sono proprio esse che caratterizzano l'odore di un olio. Sono sostanze inoltre molto labili chimicamente, per cui man mano che le olive arrivano a un periodo sempre più lungo di maturazione l'olio tende a perdere odori; questo avviene anche per l'olio che inevitabilmente invecchia.
3. Steroli (o fitosteroli): presenti nella percentuale del 2/3%, sono sostanze naturalmente presenti negli alimenti che assumiamo giornalmente, in particolare nell’olio extravergine di oliva, nella verdura, nella frutta, nella frutta secca e nei cereali, anche se in piccole quantità. E’ scientificamente dimostrato che il consumo quotidiano di steroli vegetali - all’interno di un’alimentazione varia ed equilibrata, ricca di frutta e verdura - riduce i livelli di colesterolo nel sangue. All’interno dell’intestino, gli steroli vegetali competono con il colesterolo e ne riducono l’assorbimento, attraverso vari meccanismi. E meno colesterolo assorbito nell’intestino significa meno colesterolo nel sangue.
4. Polifenoli: presenti nella percentuale del 18/35%, sono sostanze antiossidanti, a queste sostanze si deve la capacità di un olio a resistere all'ossidazione (irrancidimento), cioè il loro effetto è quello di ossidarsi al posto dei grassi consumandosi nel tempo: hanno quindi azione protettiva (sia sull'olio che come attività biologica sulle cellule del corpo umano); la loro quantità è indice del grado di invecchiamento di un olio e della sua conservabilità. La loro quantità dipende anche dal tipo di cultivar e dal periodo di raccolta (maggiori nelle olive verdi, diminuiscono con la maturazione). L'olio extravergine di oliva prodotto nelle zone costiere contiene una percentuale minore di polifenoli rispetto a quello prodotto nell'entroterra, inoltre la loro quantità nel frutto è massima all'inizio dell'invaiatura, dopodichè iniziano a consumarsi. La loro presenza è avvertita in un olio dal gusto amaro e anche piccante, ma anche da un gusto fruttato; in quanto molecole termolabili risentono delle lavorazioni meccaniche (in un olio sottoposto a raffinazione queste sostanze non sono presenti).
5. Tocoferoli: presenti nella percentuale del 2/3%, sono degli antiossidanti, tra questi composti quello con un'attività biologica maggiore è alfa-Tocoferolo costituente della vitamina E.
6. Idrocarburi: presenti nella percentuale del 50/60%, come ad esempio squalene, cere, ecc. La presenza di idrocarburi, come gli IPA (policiclici aromatici), presenti in tracce, invece, sono indice di inquinamento ambientale, a causa della vicinanza degli oliveti a insediamenti industriali o autostrade.
7. Altre sostanze: nell'olio extravergine di oliva sono presenti anche Vitamine (A-D-E), Pigmenti (Carotenoidi che conferiscono all'olio una colorazione gialla e Clorofille che conferiscono all'olio una colorazione verde).