Η σπιρουλίνα είναι γνωστή για την πλούσια σύστασή της σε καθαρή πρωτεΐνη, καθώς περιέχει ποσοστό της τάξης περίπου 60%. Περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα, (αν και με σχετικά μειωμένα ποσοστά σε μεθειονίνη, κυστεΐνη και λυσίνη σε σύγκριση με τις ζωικές πρωτεΐνες). Περιέχει, επίσης, υψηλά επίπεδα γάμα-λινολεϊκού οξέος, DHA και ΕΡΑ, ένα ευρύ φάσμα όλων των γνωστών αντιοξειδωτικών παραγόντων, όπως βιταμίνες Β1, B2 και Β6, τα μεταλλικά στοιχεία ψευδάργυρος, μαγγάνιο, και χαλκός, το αμινοξύ μεθειονίνη, τα αντιοξειδωτικά συστατικά βήτα-καροτένιο, ζεαξανθίνη, βιταμίνη C και Ε, και το ιχνοστοιχείο σελήνιο.