L’olio ha una densità di circa 916 grammi/litro, esso è costituito per quasi il 98% da una miscela di trigliceridi ( questo evidenzia che principalmente è un prodotto grasso ), il rimanente 2% viene definito come frazione insaponificabile, cioè la parte delle sostanze che non subiscono alcuna alterazione se sottoposte all’azione di alcali concentrati.

La composizione chimica dell’olio è influenzata da numerosi fattori: la varietà delle olive, le condizioni dell’ ambiente e del clima, le tecniche di allevamento della pianta, la fase di stoccaggio del prodotto e lavorazioni del frutto (estrazione...).  

Gli acidi grassi sono presenti nell’olio come costituenti dei trigliceridi e gliceridi, esteri della glicerina,(pochissimi sono gli acidi grassi liberi: quando sono in grandi quantità fanno aumentare il valore dell’acidità, quindi la possibilità degli oli di ossidarsi, a partire dai radicali liberi, rendendo un olio sgradevole), esteri con altri grassi, oppure esteri misti. 

Gli ac. grassi sono formati da molecole contenenti atomi di carbonio legati tra loro da legami semplici (saturi, forma cis in quelli naturali: palmitico 7/15 %, stearico 1,5/3,5 %)o uno o più doppi legami (monoinsaturi, oleico 70/80%, e poliinsaturi, linoleico 10%, e altri). 

La composizione % varia secondo le condizioni climatiche e agronomiche, si può comunque riscontrare alcune differenziazioni e similitudini tra oli di regioni diverse. 

I trigliceridi, che in origine si trovano quasi esclusivamente nella polpa delle olive, sono fonte di energia per l'organismo, apportano ac. grassi essenziali (non riproducibili dall'organismo), favoriscono l'assorbimento di vitamine liposolubili, hanno azione plastica nella strutturazione delle membrane cellulari, azione funzionale come precursori delle prostaglandine, protettiva (quelli insaturi) per l'azione verso i radicali liberi e il colesterolo nell'organismo. 

CARATTERISTICHE DEGLI AC.GRASSI NATURALI: 

1) numero pari di atomo di C (C14 C16 C18...); 2) doppi legami non coniugati; 3) isomeria CIS e no trans del doppio legame; 4) gli ac.grassi insaturi occupano di preferenza la posizione 2 della molecola del glicerolo. 

Queste sostanze sono responsabili di proprietà importanti degli oli: le proprietà organolettiche quali i profumi (fruttato), gli odori (mela carciofo mandorla pinolo carciofo erba foglia), i gusti tipici (amaro piccante dolce...), le proprietà biologiche quali le capacità antiossidanti conservanti e salutari; sono anche marker (sostanze guida) per evidenziare la presenza di eventuali frodi. 

sono molecole generalmente molto volatili, infatti evaporando a basse temperature sono proprio esse che caratterizzano l'odore di un olio (anche se tenui: si riconoscono a fatica). Sono sostanze inoltre molto labili chimicamente, per cui man mano che le olive arrivano a un periodo sempre più lungo di maturazione l'olio tende a perdere odori; questo avviene anche per l'olio che inevitabilmente invecchia. 

Tra gli alcoli vanno distinti alcune specie: 

come il cicloartenolo, il metilen-cicloartenolo, il citrostadienolo ecc. che costituiscono la più vasta parte di alcoli; il b-sitosterolo predominante della frazione sterolica; ostacolano l'assorbimento del colesterolo nell'intestino, e sono precursori biogenetici degli steroli. 

fra questi eritrodiolo, uvaolo,ecc.; alcuni di essi sono stati presi come riferimento per smascherare frodi. 

tra cui l'etanolo,il pentacolo,l'esanolo,il 3 metil-pentene-1olo,fino ad arrivare fino ad alcoli con catene di circa 20 carboni.  

alcoli ciclici monovalenti insaturi (C27/C29), chiamati fitosteroli, presenti negli oli come esteri di ac.grassi, liberi o esterificati; es. beta-sitosterolo stigmasterolo campesterolo brassicasterolo, anche colesterolo (la cui presenza è indice di contaminazione da mosca olearia). Per saponificazione dell'olio si ritrovano liberi con l'insaponificabile. Ogni specie oleosa ha caratteristica composizione sterolica (importanti quindi per azione marker nelle analisi degli oli: sono come l'impronta digitale per identificare sostanze grasse di origine diversa).  

sostanze antiossidanti: a queste sostanze si deve la capacità di un olio a resistere all'ossidazione (irrancidimento), cioè il loro effetto è quello di ossidarsi al posto dei grassi consumandosi nel tempo: hanno quindi azione protettiva (sia sull'olio che come attività biologica sulle cellule del corpo umano); la loro quantità è indice del grado di invecchiamento di un olio e della sua conservabilità. La loro quantità dipende anche dal tipo di cultivar e dal periodo di raccolta (maggiori nelle olive verdi, diminuiscono con la maturazione). 

La cultivar che ne contiene di più è "frantoio"; quelle delle zone costiere toscane ne contengono di meno rispetto all'entroterra; una buona lavorazione delle olive non incide troppo sul loro contenuto nell'olio.La loro quantità nel frutto è massima all'inizio dello scurimento, dopodichè iniziano a consumarsi. L'olio di oliva non vergine non contiene CMP e tocoferoli. 

Sono macromolecole contenenti nuclei fenolici legati a radicali di varia natura: oleuropeina (principio amaro) idrossitirosolo (da decomposizione del precedente; più attivo della vit.E, ha attività antiossidanti anche nel corpo umano, attività antiherpes, antiradicali liberi, ipotensivo, antiaggregante piastrinico) luteolina ac. elenoico flavoni ac. fenolici. 

La loro presenza è avvertita in un olio dal gusto amaro e anche piccante , ma anche da un gusto fruttato; in quanto molecole termolabili risentono delle lavorazioni meccaniche (in un olio sottoposto a raffinazione queste sostanze non sono presenti). 

Nell'oliva le sostanze fenoliche si trovano sotto forma di glucosidi, esteri e sostanze varie complesse non solubili nell'olio; nella frangitura e gramolatura l'idrolisi enzimatica libera sostanze fenoliche semplici solubili nell'olio, a seconda del tempo e della temperatura di lavorazione. 

antiossidanti: tra questi composti quello con un'attività biologica maggiore è alfa-Tocoferolo costituente della vitamina E, (circa 150-300 mg/Kg di olio), lipofilo, dotato di un forte potere antiossidante soprattutto verso gli acidi grassi polinsaturi che sono i più propensi ad ossidarsi . 

Queste sostanze sono facilmente ossidabili, catturando i radicali liberi che si formano durante l'ossidazione all'aria dei composti insaturi, ed hanno le stesse funzioni sia nei cibi che nel tessuto cellulare. I processi tecnici di lavorazione (specie la raffinazione) dell'olio riducono inevitabilmente la quantità di questa sostanza, con perdite nelle acque di vegetazione durante l'estrazione. 

squalene (insat.) - C30, presente al 30% della frazione, intermedio nella biosintesi di steroidi (precursore del colesterolo), con azione fisiologica nel ricambio umano (crescita); terpeni e politerpeni (insaturi);

idroc.saturi (paraffine)- C10 - C35; cere;  

alcuni idrocarburi, come gli IPA (policiclici aromatici) possono essere presenti in tracce e sono indice di inquinamento ambientale, a causa della vicinanza degli oliveti a insediamenti industriali o autostrade. 

liposolubili: A D(derivati steroidi) E (antiossidante); 

la vit.A, direttamente non presente nell'olio, si forma per scissione del b-carotene ad opera dell'enzime carotenasi presente nel fegato; il b-carotene per questo è definito provitaminaA. 

carotenoidi (tra cui b-carotene), clorofille (con az. anche antiossidante, anche se solo al buio, insieme alla vit.E): conferiscono all'olio la colorazione gialla i primi, verde le seconde (maggiore per olive poco mature). 

I caroteni agiscono sulle molecole di ossigeno, in presenza di luce, disattivandone l'azione di produzione a catena di radicali (azione antiossidante). 

Le clorofille in presenza di luce si degradano, cambiando il colore dell'olio a giallo, e hanno effetto dannoso sugli ac.grassi permettendone l'ossidazione; in assenza di luce invece si comportano da antiossidanti insieme ai polifenoli. 

OLIO VERDE             

presenza di pigmenti prevalenti clorofilla e xantofilla (liposolubili); olive poco mature; 

OLIO GIALLO 

presenza di pigmenti prevalenti caroteni carotenoidi (liposolubili);  

AROMI dell' OLIO 

presenza di composti volatili aromatici, polifenoli (sapore astringente), flavonoidi e secoiridoidi (sapore amaro piccante astringente)

OLIO DOLCE 

da olive con raccolta posticipata, stoccaggio breve e aerato, olive defogliate; 

MENO AMARO E  PICCANTE 

da lavorazione con frangitura lenta (macine, frangitori lenti), gramolatura lunga (non oltre 90'), aggiunta di acqua alla pasta (meno polifenoli, amari), decanter a tre fasi;

da stoccaggio ermetico, senza morchie di fondo, a 16/18°C (idrolisi dei composti amari), filtrazione leggera (se forte, mantengono l'amaro). 

VERDE ROTONDO 

da olive verdi e nere, raccolte nel periodo centrale; sapore rotondo;

FRUTTATO 

da olio appena spremuto, senza decantazione nè filtrazione; sapore forte di oliva; 

FRUTTATO INTENSO 

da olive ancora verdi (specie moraiolo e frantoio); sapore fruttato, poco amaro; 

DELICATO DOLCE 

da olive mature, nere; sapore dolce, delicato, armonico; 

SELEZIONE 

da olive di una sola cultivar, raccolte a inizio periodo di frangitura; sapore deciso; 

OLIO NOVELLO 

fino a 4 mesi dall'estrazione, si caratterizza per un gusto spiccato fruttato quasi piccante; 

OLIO FRESCO 

fino a 8 mesi, ha un sapore meno intenso, è più limpido, armonicamente fruttato; 

OLIO GIOVANE 

fino a 12 mesi, ancora più armonico  del precedente.