В 1 г массы сухого вещества водоросли содержится каротина (провитамина А) 1000-1600 мкг, витамина В1– 2-18, В2 – 21-28, В6 – 9, С – 1300-1500, К – 6, РР – 110-180, Е – 10-350, пантотеновой кислоты – 12-17, фолиевой кислоты – 485, биотина – 0,1, лейковорина – 22 мкг. Кроме каротина, которого в хлорелле содержится в 7-10 раз больше, чем в шиповнике или сухих абрикосах, эта водоросль, в отличие от высших растений, содержит также и витамин А в чистом виде: до 100 мг в 100 г сухого вещества, а также витамины D – 1000 мг и B12 – 0,0025-0,1 мкг в 1 г сухого вещества. В макро- и микроэлементный состав суспензии хлореллы входят кальций, фосфор, магний, калий, медь, железо, сера, цинк, кобальт, марганец, цирконий, рубидий и др. микроэлементы.