Non esiste una composizione chimica per il succo d'arancia. Il succo d'arancia è chiamato una miscela, che è una combinazione di almeno due sostanze diverse. Poiché ciascuna di queste sostanze mantiene la propria identità chimica quando vengono mescolate insieme, non è possibile alcuna formula chimica universale per il succo d'arancia.
A seconda del tipo di succo d'arancia, può essere una miscela di molte cose diverse come acqua (H20), glucosio (C6H12O6), acido citrico (C6H8O7) e tracce di minerali. In generale, il succo d'arancia è una buona fonte di vitamina C, tiamina, acido folico e potassio. Il succo d'arancia non ha colesterolo, 1 milligrammo di sodio e nessun grasso saturo, ma la quantità di zuccheri che contiene può renderla ricca di calorie. Il succo d'arancia appena spremuto ha una durata di circa due settimane.
Commercialmente, il succo d'arancia è ottenuto da succo d'arancia concentrato congelato o da un processo chiamato deposito asettico in cui l'ossigeno viene rimosso dal succo. I produttori devono quindi aggiungere i cosiddetti "pacchetti aromatici" al succo nella fase finale della produzione per migliorare l'aroma.