Proteine
Le proteine e i grassi sono i principali macronutrienti del pesce che ne determinano il valore nutrizionale. Il pesce è un alimento dall'ottimo valore nutrizionale, in quanto fornisce proteine di alta qualità e diverse vitamine e minerali, come la vitamina A e D, il magnesio e il fosforo. Inoltre, contiene un'elevata percentuale di acidi grassi omega-3 polinsaturi a catena lunga, i cui effetti benefici sulla salute sono già noti.
Le proteine del pesce contengono tutti gli aminoacidi essenziali, compresi quelli contenenti zolfo (cisteina e metionina), che non sono presenti nelle proteine vegetali. Il pesce è un'importante fonte di proteine animali e fornisce un maggiore senso di sazietà rispetto ad altre fonti di proteine animali, come il pollo e il manzo. Le proteine del pesce sono principalmente responsabili della costruzione e della riparazione del tessuto muscolare, del miglioramento delle difese immunitarie e della qualità del quadro ematico.

Grassi
La composizione degli acidi grassi nel pesce varia in base a fattori quali il tipo e la dieta del pesce e a fattori ambientali quali la salinità, la temperatura, la stagione e la posizione geografica. I lipidi del pesce contengono acidi grassi polinsaturi omega-3 a catena lunga (PUFA), in particolare acido eicosapentaenoico (EPA) e acido docosaesaenoico (DHA). I PUFA si trovano nel pesce in una forma liquida che circola liberamente nei vasi sanguigni e questo li rende diversi da altri grassi o oli. L'assunzione di PUFA è considerata molto importante per la nutrizione, la salute e la prevenzione delle malattie. Gli acidi grassi omega-3 riducono il tasso di infarto del miocardio e influiscono sulla riduzione della pressione sanguigna e della concentrazione di trigliceridi nel sangue. È noto che gli acidi grassi omega-3 presenti nei pesci grassi sono essenziali per la crescita e lo sviluppo dei bambini e per la prevenzione delle malattie coronariche. Il DHA è un acido grasso importante per la funzione cerebrale ottimale e lo sviluppo del cervello nei bambini, mentre l'EPA contribuisce a migliorare la salute cardiovascolare.

Minerali e microelementi
Oltre al latte e ai latticini, il pesce e le lische di pesce sono una buona fonte di calcio e le ricerche hanno dimostrato che l'assorbimento del calcio dal pesce è paragonabile a quello del latte scremato. Il calcio è un minerale importante per la densità ossea e gli ioni di calcio svolgono un ruolo nella maggior parte dei processi metabolici. Il pesce è anche molto ricco di minerali come lo iodio e il selenio. Piccoli tipi di pesce consumati interi, insieme alla testa e alle lische, possono essere un'ottima fonte di molti minerali come iodio, selenio, zinco, ferro, calcio, fosforo e potassio. Il selenio svolge un ruolo nella funzione tiroidea e bassi livelli di selenio possono aumentare il rischio di infarto del miocardio e il tasso di mortalità per malattie cardiovascolari. Inoltre, bassi livelli di selenio sono associati a un aumento del rischio di cancro e di malattie renali. Il ferro è un componente importante per la sintesi dell'emoglobina negli eritrociti, che aiuta a trasportare l'ossigeno in tutte le parti del corpo. La mancanza di questo minerale può causare anemia e compromissione delle funzioni cerebrali e, nei bambini, una ridotta capacità di apprendimento.

Vitamine
La quantità di vitamine presenti nel pesce può variare a seconda del tipo di pesce. Il pesce è una fonte significativa di vitamine A e D e di numerose vitamine del gruppo B. Molti alimenti non contengono naturalmente una quantità significativa di vitamina D e l'assunzione di questa vitamina attraverso alimenti fortificati non è sufficiente per lo sviluppo di un bambino o di un adulto. Molti tipi di pesce conservano una grande quantità di vitamine A e D nel fegato. La vitamina A è importante per la crescita normale, la formazione delle ossa e dei denti, la costruzione delle cellule, oltre a prevenire il problema della perdita della vista e a contribuire al trattamento di molte malattie degli occhi. La vitamina D contenuta nel pesce si trova sotto forma di vitamina D3 (colecalciferolo). La carenza di vitamina D provoca rachitismo, osteomalacia, bassa densità minerale ossea e maggiore incidenza di cadute nei soggetti. La carenza di vitamina D peggiora l'osteopenia, l'osteoporosi e le fratture negli adulti ed è anche associata al diabete. Il pesce e l'olio di pesce sono alimenti che contengono naturalmente vitamina D.