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L'apport énergétique de la carotte est faible (33 kcalories aux 100g, soit 138 kJoules. La teneur en glucides (particulièrement en saccharose) augmente avec la maturation du légume : si les carottes jeunes sont plus tendres, elles sont aussi moins sucrées.
La caractéristique essentielle de la carotte est sa très grande richesse en provitamine A (justement nommée carotène). Avec 100 gr de carottes, on couvre plus de la moitié du besoin quotidien de vitamine A (le carotène se transforme en vitamine A dans l'organisme).
La cuisson n'en détruit qu'une faible partie (10 à 15 % au maximum).
La teneur en vitamine C n'est pas très élevée : 7 mg en moyenne pour 100 g.
L'apport minéral est globalement important : le potassium domine, comme dans la plupart des végétaux, mais on note des teneurs appréciables en calcium, magnésium, fer.
Grâce à cette richesse minérale, la carotte contribue, comme l'ensemble des végétaux, à l'équilibre acido-basique du milieu interne : ses résidus alcalinisants contrebalancent les effets acidifiants des viandes, poissons et aliments farineux.
Les fibres, particulièrement abondantes, sont composées en majorité de pectine et de cellulose. Dans les carottes vieillies, dont la croissance s'est effectuée dans des conditions défavorables (sécheresse par exemple), le taux de lignine augmente dans le "cœur" qui devient dur et fibreux.