Korzeń marchwi zawiera przede wszystkim węglowodany, białko oraz pektyny. Im korzeń bardziej marchewkowopomarańczowy tym więcej zawiera karotenów, nawet do 1.656 witaminy A oraz 9,938 mg beta-karotenu. Marchew jest także dobry źródłem witaminy B1 i B2, B6, C, E, H, K, PP. W częściach jadalnych marchwi znajdziemy także mikroelementy: wapń 36 mg/100 g, magnez 16 mg/100 g, sód 82 mg/100 g i potas 282 mg/100 g. Najważniejszym składnikiem marchwi o znaczeniu prozdrowotnym jest beta-karoten. Beta-karoten jest prowitaminą witaminy A. Związek ten chroni nas przed niekorzystnym wpływem wolnych rodników. Prowitamina witaminy A opóźnia procesy starzenia się. Beta-karoten wzmacnia system immunologiczny i dba o nasz wzrok.
Surowa marchew ma 33 kcal w 100 g, natomiast gotowana 30 kcal. Surowa marchewka ma niski indeks glikemiczny (IG = 30), jednak im dłużej ją gotować, tym bardziej wzrasta wartość indeksu glikemicznego. IG gotowanej marchewka może wynosić nawet 90.