Химичният състав на пчелната отрова е много сложен. Много научни работници са посветили своя труд за неговото изучаване (Нойман, Хаберман, Артьомов). Пчелната отрова съдържа вода (59 до 70%), белтъци, липоиди, органични съе­динения с малка молекула и минерални вещества. В белтъч­ната част са установени следните групи вещества: свободни аминокиселини, фракция 0—недостатъчно изучена, фракция I и фракция II. От свободните аминокиселини са изолирани ци- стин, лизин, аргинин, гликокол, аланин, метионин, глутаминова киселина, аспарагинова киселина, хистидин, серин, триитофан, треонин, левцин, изолевцин, нуклеиновите киселини — дезокoн- рибонуклеинова и рибонуклеинова. Фракция I е токсично белтъчно вещество мелисин (Меlissin) с високо молекулно тегло —35000. Тя има голяма био­логична активност и е най-съществената част на пчелната от­рова. Мелисннът е устойчив на топлина. Неговите разтвори може да се стерилизират на 100°С. Не се разрушават в при­съствие на киселини, но са слабо устойчиви на основни вещества. Смилателните — протеолитични ферменти на стомаха и червата разпадат белтъчната част на пчелната отрова и тя отслабва действието си. Окислителните вещества — калиев перманганат и др. — я разрушават или намаляват нейната активност. Фракция II се състои от ферментите хиалуронидаза и фосфолипаза А. Те не са устойчиви на топлина и лесно се разрушават. Хиалуронидазата улеснява проникването на отро­вата в съединителната тъкан, като разтваря нейното основно вещество хиалурин. Фосфолипазата А отцепва от лецитина токсичното вещество лизоцнтин. То има косвено хемолитично действие. Потиска тъканната дехидраза и тромбокиназата. На това се дължи свойството на пчелната отрова да понижава съсирваемостта ка кръвта. Липоидната част на отровата не е голяма, към нея се от­нася летливо етерично масло, причиняващо парещата болка при ужилването, и една стериноподобна субстанция. Към дребномолекулните органични съединения се отнасят мравчената, солната и ортофосфорната киселина. В отровата са установени хистамин (до 1%) и известно количество други органични киселини. В минералната част на пчелната отрова при изследване на нейната пепел е намерен магнезий 0,4% от чистата отрова и елементът мед. Парализиращото действие на отровата върху централната нервна система се отдава на магнезиевия йон.