พันธุ์หัวหอมส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำประมาณ 89% คาร์โบไฮเดรต 9% (รวมถึงน้ำตาล 4% และเส้นใยอาหาร 2% ) โปรตีน 1% และไขมัน เล็กน้อย (ตาราง) หัวหอมมี สารอาหารที่จำเป็นในปริมาณต่ำและมีค่าพลังงาน 166 กิโลจูล (40 กิโลแคลอรี ) ในปริมาณ 100 กรัม (3.5 ออนซ์) หัวหอมช่วยเพิ่มรสชาติให้กับอาหารโดยไม่ต้องให้ปริมาณแคลอรี่มากนัก มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างพันธุ์หัวหอมในปริมาณไฟโตเคมิคอลโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสารโพลีฟีนอลโดยหอมแดงมีระดับสูงสุด 6 เท่าของปริมาณที่พบในหัวหอมวิดาเลีย หอมหัวใหญ่สีเหลืองมีปริมาณ ฟลาโวนอยด์รวมสูงสุดซึ่งมากกว่า หัวหอม ขาวถึง 11 เท่า หอมแดงมีสารสีแอนโทไซยานิน ในปริมาณมาก โดยมีสารประกอบที่แตกต่างกันอย่างน้อย 25 ชนิดที่ระบุซึ่งคิดเป็น 10% ของปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด โพลีฟีนอลจากหัวหอมอยู่ภายใต้การวิจัยขั้นพื้นฐานเพื่อหาคุณสมบัติทางชีวภาพที่เป็นไปได้ในมนุษย์  บางคนมีอาการแพ้หลังจากจับหัวหอม อาการต่างๆ ได้แก่ผิวหนังอักเสบ จาก การ สัมผัส อาการคันอย่างรุนแรงเยื่อตาอักเสบ ตาพร่ามัวโรคหอบหืดเหงื่อออก และภาวะภูมิแพ้ ปฏิกิริยาการแพ้อาจไม่เกิดขึ้นเมื่อรับประทานหัวหอมที่ปรุงสุกแล้ว อาจเป็นเพราะโปรตีนที่เสื่อมสภาพ จากการปรุงอาหาร