无醇葡萄酒中包含许多天然成分，这些成分来源于葡萄的酿造和发酵过程，以及葡萄的自然成分。
糖类 无醇葡萄酒含有葡萄糖、果糖、戊糖等。无醇葡萄酒中包含葡萄糖和果糖等糖类物质，它们为酵母发酵提供了碳源。
矿物质 无醇葡萄酒中含有的矿物质包括“微量元素”（如铁、锌、铜、锰、碘、硒等）和钙、镁、钾、磷等，都是人体所需要的营养物质。这些矿物质对于维持人体的生理功能至关重要。
维生素 无醇葡萄酒中维生素含量丰富，主要有维生素B1（硫胺素）、B2（核黄素）、B5（泛酸）、B6（吡哆素）、B9（叶酸）、B12（钴胺素）、C、E、H（生物素）、PP（尼克酸）及胡萝卜等。它们都是维护生命和健康所必需的基本元素，特别是维生素C、E及胡萝卜素具有超强的抗氧化力。在营养价值上，无醇红葡萄酒所蕴含的维生素B族、尼克酸等一般要高于无醇白葡萄酒。
氨基酸 在人体所需的20种氨基酸中，有10种人体自身不能合成，被称为人体“必需氨基酸”。无论在葡萄还是在无醇葡萄酒中，都含有这10种“必需氨基酸”。这是其他水果和饮料都无法与之相比的，因此葡萄酒被誉为“天然氨基酸食品”。在无醇红葡萄酒中，这10种氨基酸的含量与人体血液中的含量非常接近。
有机酸 无醇葡萄酒中含有丰富的有机酸，如葡萄酸、苹果酸和柠檬酸等，它们大都来自葡萄原汁，能有效地调节神经中枢。
酚类和醇类物质 无醇葡萄酒含有单宁、花青素、原花青素、白藜芦醇、多酚、肌醇等酚类和醇类物质。
花色素、原花青素也是一种强有力的抗氧化剂，能够保护人体细胞免受自由基的损伤。白藜芦醇是一种天然的抗氧化剂，可降低血液粘稠度，抑制血小板凝结和血管舒张，保持血液畅通。
葡萄单宁是一类多酚化合物，它们包括不同类型的单宁，如原花青素（procyanidins）和原槲皮素（proanthocyanidins）。这些化合物在葡萄皮和葡萄籽中特别丰富，因此在无醇红葡萄酒中含量较高，尤其是在采用葡萄皮和籽一同发酵的情况下。
葡萄的单宁赋予其特定的口感特点，如口感的干燥和涩感。这是因为葡萄单宁与蛋白质和唾液中的蛋白质结合，导致口腔黏膜表面变得光滑，从而引起口感的变化。无醇葡萄酒爱好者通常会描述无醇葡萄酒中的单宁为一种“丝滑”或“粗糙”的感觉。
葡萄酒的单宁也在有酒精葡萄酒的陈年过程中发挥重要作用，它们可以与其他葡萄酒成分相互作用，影响葡萄酒的口感、结构和风味特征。不同类型的葡萄酒中的单宁含量和性质会有所不同，这是红葡萄酒和白葡萄酒在口感上和风味上的一部分区别。
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