Клубените на картофите съдържат средно 75% вода и 25% сухо вещество, в което преобладава скорбялата (17,1%). В тях се съдържат още захари (0,9%), целулоза (1,0%), пектинови вещества (0,7%), органични киселини (0,2%), белтъчини (1,2%), свободни аминокиселини (0,7%), фенолни вещества (0,1%), мазнини (0,1%), минерални вещества, (1,0%) и други органични вещества (1,4%). Посочените данни обаче не са достатъчни за биохимичната характеристика на клубените, макар че дават една обща представа за химичния им състав.

Съдържанието на сухо вещество, скорбяла, суров протеин и витамин С е твърде различно за отделните сортове картофи, видове и хибриди. Например съдържанието на сухо вещество варира от 13,1 до 36,8%, на суров протеин - от 0,75 до 4,85%, а на витамин С - от 8 до 57 мг%. Химичният състав на картофите се колебае силно в зависимост от сорта, почвено-климатичните условия, агротехниката, условията на съхраняване и други фактори.

В прясно извадените клубени над 80% от въглехидратите се падат на скорбялата. Съдържанието на скорбяла, в различните сортове картофи варира значително и се явява относително устойчив сортов признак. В зависимост от условията на отглеждане на картофите, метеорологичните условия, срока на прибиране и начина на съхраняване количеството на скорбялата в отделните сортове се променя. Не може обаче определено да се каже кой от климатичните фактори - температура, дължина на деня, количество на валежите и др. - оказва доминиращо влияние върху съдържанието на скорбяла в клубените.

Съдържанието на захари в клубените има важно значение за промишлената преработка на картофите. Качеството на готовия продукт (чипс, пом фрит, крокети, крекер и др.) до голяма степен се определя от наличието на редуциращи захари в суровината. Затова при промишлената преработка на картофите се обръща особено внимание на този показател. Изследванията показват, че потъмняването на месото на клубена след обелване и варене е сортов признак. Това открива възможности по пътя на селекцията да се създадат сортове картофи, отличаващи се с висока устойчивост към потъмняване на месото.

Клубените на картофите съдържат белтък с висока биологична стойност. При сега отглежданите сортове картофи в производството съдържанието на протеин варира от 1,58 до 2,90%.

В клубените се съдържат също витамини и минерални вещества. Картофите са значително богати на витамин С и представляват ценен източник на този витамин за населението от северните страни и планинските райони, където консумацията на зеленчуци и плодове е сравнително ограничена. Съдържанието на витамин С значително варира в отделните сортове и хибриди (от 8 до 57 мг на 100 г свежи картофи), а така също и в периода на съхраняване на картофите.

По общо съдържание на минерални вещества картофите превъзхождат много зеленчукови и овощни видове. Картофите са богати на калий, желязо и йод и относително бедни на калций. Минералните вещества в клубена са в лесно усвоима за организма на човека форма и имат това предимство, че оставят алкален излишък, който неутрализира киселинния остатък в кръвта и предпазва организма от предивременно застаряване.

В добре узрелите клубени се намират и малки количества от гликозида соланин - 0,02 до 0,04%. В позеленелите или покълнали клубени количеството на соланина се увеличава няколко пъти. Такива картофи не могат да се използват за храна или фураж. Най-много соланин се съдържа в клубените по време на кълненето или рътенето на картофите, и то в самите кълнове.