В состав ягод черники из сахаров входят глюкоза и фруктоза, которые количественно преобладают перед сахарозой, последняя содержится в небольшом количестве или совершенно отсутствует.
Органические кислоты представлены лимонной и яблочной (преобладает первая). По некоторым исследованиям, в чернике обнаружена в малых количествах малеиновая кислота, а в незрелых плодах и щавелевая; зрелые ягоды щавелевой кислоты не содержат.
Ягоды черники содержат значительное количество дубильных и красящих веществ, что и определяет их широкое применение в лечебных целях, в народной и научной медицине. Чернику используют и как естественный краситель при технической переработке плодов и ягод.
Красящее вещество, находящееся в ягодах черники, еще достаточно не изучено, носит название миртиллина (С22Н22О11). Оно является глюкозидом — соединением миртиллидина (C16H12O7) и неисследованного сахара. Сок черники имеет темнокрасную окраску. Ягоды содержат достаточное количество пектина, поэтому черника успешно используется в варено-желейном производстве и других отраслях пищевой и вкусовой промышленности.
Азотистых веществ в чернике содержится небольшое количество.
В 100 мл сока черники содержится (в %): экстракта 9,45, инвертного сахара 5,46, сахарозы 0, свободных кислот (по лимонной кислоте) 1,23, лимонной кислоты 0,912, яблочной кислоты 0,130, дубильных и красящих веществ 0,182, золы 0,31.
Плоды черники из Восточной Сибири (по Сай-Моисеевой) в сухом виде содержат (в %): влаги 14,2, золы 2,3, азота белков 3,3, клетчатки 1,98, жира 7,8, пектиновых веществ (Ca-пектат) 1,28, дубильных веществ 0,6.
По другим данным, сушеные ягоды черники имеют следующий химический состав (в %): воды 9,4, инвертного сахара 20,13, свободных кислот (на винную) 7,02, золы 2,48.
Витамина С и провитамина А (каротина) в ягодах черники имеется незначительное количество. Исследованиями Вернадского и Бруновского установлено, что в ягодах черники содержится радий (10-11 %). Свежие ягоды черники обладают приятным, кисловато-сладким вкусом. Выход сока из ягод от 80 до 94%. Калорийность 1 л сока черники 306 кал.
Сушеным ягодам черники свойствен сильно морщинистый вид. По вкусовым качествам они значительно уступают свежим и обладают слегка вяжущим, менее приятным вкусом. В них содержится значительное количество дубильных веществ, при этом пирокатехиновой группы около 7%. Сухие ягоды черники богаты и пектиновыми веществами.
Кожица семян ягод черники окрашена в красновато-желтый цвет; семена весьма мелкие по размеру (3 500—3 800 в 1 г), они содержат от 25,0 до 31% жирного масла. Удельный вес масла при 15° 0,9331, рефракция при 25° 79,8, йодное число 167,2, число омыления 190,4, кислотное число 6,8, число Рейхерт — Мейсля 0,66. Масло из семян черники принадлежит к сильно высыхающим маслам.