ミツバチは、花から得た蜜を巣に蓄えるが、蜜を得たとき体内で転化酵素（インベルターゼ）が加えられ分解される。そのため、スクロースを中心とした花の蜜は、巣の中で成分が次第に変化してゆく。ミツバチの巣はハチの代謝熱によって常に35℃前後に保たれ、なおかつ働き蜂の送風行動によって常に換気されているため、水分が蒸発し糖分が80%ほどになる。成分は、ブドウ糖、果糖のほか、イソマルトオリゴ糖[1]、グルコノラクトン、各種ビタミン、ミネラル、アミノ酸などで、高い栄養価をもち、1gあたり12.307kJ（2.94kcal）の熱量がある。
蜂蜜は糖の溶解度ギリギリであり、低温になると溶解度を上回ってしまい、結晶化する。結晶化したほうがブドウ糖で、結晶化しない蜜の部分には果糖が多く含まれている。冷蔵庫はもちろん、冬期には室内でも固まってしまうことがある。湯煎をするなどして温めれば元の液状になり、品質上は全く問題はない。花粉などの不純物が多いと、結晶しやすくなる。「低温で固まれば純粋蜂蜜で、固まらなければ加糖蜂蜜」といわれることがあるが、純粋ハチミツでも不純物を濾過しているものは結晶しにくいため、この方法で見分けることはできない。また、蜂蜜はショ糖よりも体に吸収されやすい。これは蜂蜜が単糖類のブドウ糖と果糖から構成され、これ以上消化する必要がないからである[2]。
蜂蜜は保存性に優れ、ほぼ100%腐る事はないと言われている。エジプトでピラミッドの発掘をしていた米国の考古学者・T.M.デービスが約3300年前の粘性のある液体が入った瓶を発見。その香りから全く変質していない蜂蜜だとする誤解も記録されている[3]。当初蜂蜜だと考えられた粘性のある液体は、ミイラ製造に用いるナトロン（炭酸ナトリウム十水和物 Na2CO3?10 H2O）であった。
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蜂蜜の利用
料理など
もっとも日常的に親しまれる利用法は食用である。パンやホットケーキに塗って食べるほか、リコッタなどの軽いチーズ、あるいはヨーグルトなどの乳製品に添えることがある。
砂糖の替わりに甘味料として、コーヒーや紅茶等の飲み物に用いる。蜂蜜の主成分である果糖は低温では甘味を感じやすいが、高温では感じにくくなる。暖かい飲み物に蜂蜜を使う場合は、量が多くなりがちなので注意が必要である。
紅茶にハチミツを入れると黒く変色してしまう。これは、紅茶に含まれるタンニンとハチミツに含まれる鉄分が結合し、タンニン鉄が生成されるためである。
照焼き、煮物などで甘味とともに色ツヤを良くするためにも使われる。そのほか、保存性の高さを利用した蜂蜜漬けなどがある。
殺菌、消炎作用があり、創傷の際の消毒に使える他、医薬品として口内炎の治療などに使われる。日本薬局方に医薬品として記載されている。ただし安価な蜂蜜の中には砂糖水などで水増ししたもの（「純粋はちみつ」と銘打ってあるものの中にもこの手の粗悪なものが存在する）も多く[5]、それらには上記の効果は薄いとされる。漢方薬では生薬の粉末を蜂蜜で練って丸剤（丸薬）をつくる。八味丸（別名：八味地黄丸、桂茯腎気丸）や桂枝茯苓丸といった方剤がこの方法で造られる[6]。また、甘草や黄耆などの生薬を蜂蜜とともに炒め、薬効を変化させることも行われている。
適度な濃度に薄めたものを発酵させ、蜂蜜酒を作る。ヨーロッパやアメリカではハニーワインあるいはミードと呼ばれ、新婚家庭で新婦が作り新郎に飲ませる習慣があった（ハネムーンの語源という）。エチオピアではテジといい、伝統的に作られている。因みにパン用のイーストなどをスターターとして日本の家庭でも簡単に作ることができるが、当然酒税法違反となる。
蜂の巣からハチミツを搾り取った後に残る蜂の巣の主材を、蜜蝋（みつろう）という。働き蜂は体内から蜜蝋を分泌し、巣作りをする。蝋燭、蝋型、塗料などの原料に利用される。
アフリカ中央部のコンゴ民主共和国北東部の熱帯雨林（イトゥリの森）に暮らすムブティ族（ピグミー）は、採取可能な季節に蜂蜜を主食としている。ムブティ族は、小型の鹿などを長さ数百mの網で捕捉する狩猟民族である。しかし、5月から6月を中心にほぼ蜂蜜だけを摂る