Току-що отделената пчелна отрова е сироповидна опалесцираща жълтеникава течност с характерна миризма, наподобяваща на меда. Вкусът й е горчив, а реакцията — кисела (pH 4,5—5,5).
Съдържанието на сухо вещество варира между 30 и 45%. Освен вода в летливата фракция на отровата са доказани п-амилов, изоамилов и етилов ацетат. Предполага се, че тези летливи естери предизвикват алармената реакция в пчелните семейства. Наличието на мравчена киселина в отровата, което се отбелязва в старите литературни източници, не се потвърждава от новите изследвания.
Изсушената пчелна отрова е многокомпонентна смес от неорганични и органични вещества. Пепелното й съдържание (остатъкът след изгарянето й при температура 500—600° С) е около 3—4% от сухата отрова. В него са намерени фосфор, калций, магнезий и мед. Доказани са и минимални количества хлориди. Натрий и калий, едни от най-разпространените елементи в живите организми, не са установени в отровата.
От нискомолекулните органични съединения на отровата значение за фармакологичната й активност имат биогенните амини — хистамин (0,34—0,57%), допамин и норадреналин (по около 800.10 ~9, респ. 100.10 ~9g в един жлезист сак—мехурче— на пчела).
Повечето автори съобщават за наличие на захари в пчелната отрова, които действително се намират в количество между 2 и 6% във всяка партида търговска пчелна отрова. Чистата пчелна отрова обаче, добита чрез колектор, снабден с плътна найлонова тъкан, която предпазва отровата от замърсяване с прашец, нектар и части от тялото на пчелите, не съдържа захари. Мастоподобни вещества се екстрахират от отровата в ниски концентрации (1—3%). Ниска е и концентрацията на свободните аминокиселини — около 1%.
Белтъците и пептидите са основната част (около 80%) от сухото вещество на отровата. Те са и нейните биохимично и фармакологично най-активни компоненти. Досега са изолирани и проучени в различна степен следните белтъци и пептиди: ензимите хиалуронидаза, фосфолипаза А, кисела фосфомоно- естераза, алфаглюкозидаза и лизофосфолипаза и пептидите мелитин, апамин, MCD-пептид (пептид 401), протеазен инхибитор, адолапин, мелитин, секапин и терциапин.