وزيت الزيتون غني بفيتامين د (D) وهـ (E) وك (K) وهي ذوابة في الدهون، وكذلك بيتاكاوتين والذي يتحول إلى فيتامين أ (A).
وتحتوي ملعقة أكل مليئة بزيت الزيتون على 1-2 ملغم وهي تمثل 10-20% من الجرعة المطلوبة من فيتامين هـ (E) ويخزن فيتامين هـذا الفيتامين في الجسم لفترة طويلة في الدهون وفي الكبد.
وهو غني أيضاً بفيتامين ك (K) الذي يساعد على تجلط الدم كما يساعد الجسم على الاستفادة من الكالسيوم مما يعطي عظام قوية.
ويعتبر البولي فينول في زيت الزيتون أحد أهم مضادات الأكسدة، وهو يساعد على عدم تكون الدهون والكوليسترول في المعدة والأمعاء مما يساعد على تكون أنزيمات تكسير الدهون في البنكرياس.