La caratteristica nutrizionale principale del peperone è il suo elevato contenuto di vitamina C o acido ascorbico e di vitamina A.
Tra le varietà dolci i peperoni gialli sono quelli con un buon contenuto di vitamina C (126 mg/100 g) ma sono le varietà piccanti le più ricche di vitamine tanto che raggiungono valori 300 volte superiori di ciascuno degli altri ortaggi coltivati, con un contenuto di ascorbico altissimo e quindi sconsigliate a chi soffre di ulcera o iperacidità gastrica e ai bambini.
Altri costituenti di una certa rilevanza sono il betacarotene (specie se il peperone è rosso) e flavonoidi (antiossidanti che agiscono contro i radicali liberi e l’invecchiamento cellulare). Sono presenti anche sali minerali come magnesio, ferro, rame, zinco e calcio che hanno il pregio di stimolare la vitalità dei tessuti e di attivare il circolo venoso e capillare prevenendo le malattie vascolari.
Altra importante proprietà dei peperoni è quella che li rende poco calorici (Kcal 22/100 g) poiché costituiti per oltre il 90% da acqua e da pochissimi grassi (0,3 g/100 g).