Spirulina zawiera znaczące ilości białka, kwasu γ-inolenowego, witamin oraz składników mineralnych. Poza tym jest łatwo przyswajalna przez organizm i nie wykazuje toksyczności, dzięki czemu jest bezpieczna dla ludzi. Skład spiruliny może się różnić w zależności od miejsca, warunków hodowli, a także metod analizy.

Zawartość białka w spirulinie waha się w granicach 60−70% suchej masy produktu. Co więcej, ma ono wysoką wartość biologiczną (86,2%), czyli z łatwością może być wykorzystywane do syntezy białek w organizmie. Natomiast jego strawność jest znacznie wyższa niż w przypadku większości produktów pochodzenia roślinnego, wynosi ok. 89,5%. Oznacza to, że spirulina jest nie tylko dobrym źródłem białka − ze względu na jego wysoką zawartość w produkcie, ale również jest to białko dobrze przyswajalne przez organizm człowieka. Nie jest ona stosowana jako oddzielny produkt spożywczy, ale jest dobrym uzupełnieniem np. dla ryżu, pszenicy czy kukurydzy, ponieważ jest w stanie zwiększyć biodostępność białka zawartego w tych zbożach.

Z kolei frakcja lipidowa stanowi ok. 5−10% suchej masy spiruliny. Przede wszystkim jest dobrym źródłem kwasu γ-linolenowego, linolenowego oraz oleinowego.

Spirulina zawiera również kwasy nukleinowe, które stanowią ok. 4−6% suchej masy produktu. Wartość ta jest znacznie niższa niż w przypadku innych źródeł białka jednokomórkowego (np. drożdże, Chlorella). Światowa Organizacja Zdrowia zaleca, aby ogólne dzienne spożycie kwasów nukleinowych nie przekraczało 4 g. Aby uzyskać taką ilość, trzeba zjeść ok. 100 g suchej masy spiruliny.

Oprócz podstawowych składników odżywczych, takich jak białka czy tłuszcze, spirulina jest bogata również w witaminy oraz składniki mineralne. Warto zwrócić uwagę na zawartość kobalaminy w tym produkcie − z tego powodu warto rozważyć urozmaicanie diet wegańskich poprzez dodawanie spiruliny do koktajli czy innych dań. Algi z rodziny Oscillateriaceae są również dobrym źródłem beta-karotenu, jego zawartość wynosi ok. 700−1700 mg/kg.

Z kolei jeżeli chodzi o zawartość składników mineralnych, spirulina jest bogata przede wszystkim w wapń, potas oraz żelazo − kolejny argument za wzbogacaniem diety wegan w te algi. Zawartość żelaza w spirulinie (580−1800 mg/kg suchej masy produktu) jest znacznie wyższa niż np. w zbożach (150−250 mg/kg suchej masy produktu). Poza tym biodostępność wspomnianych składników mineralnych jest na wysokim poziomie, ze względu na brak obecności związków obniżających ich dostępność, jak np. szczawiany, fityniany. Badania Selmi C. i wsp. sugerują, że spirulina może przeciwdziałać anemii, jednak konieczne są dalsze badania w tym zakresie.