No existe una composición química para el jugo de naranja. El jugo de naranja se llama una mezcla, que es una combinación de al menos dos sustancias diferentes. Debido a que cada una de estas sustancias conserva su propia identidad química cuando se mezclan, no es posible una fórmula química universal para el jugo de naranja.
Dependiendo del tipo de jugo de naranja, puede ser una mezcla de muchas cosas diferentes como agua (H2O), glucosa (C6H12O6), ácido cítrico (C6H8O7) y cantidades mínimas de minerales. En general, el jugo de naranja es una buena fuente de vitamina C, tiamina, ácido fólico y potasio. El jugo de naranja no tiene colesterol, 1 miligramo de sodio y no contiene grasas saturadas, pero la cantidad de azúcares que contiene puede hacer que tenga un alto contenido de calorías. El jugo de naranja recién exprimido tiene una vida útil de alrededor de dos semanas.
Comercialmente, el jugo de naranja se elabora a partir de jugo de naranja concentrado congelado o mediante un proceso llamado almacenamiento aséptico en el que se extrae el oxígeno del jugo. Los fabricantes luego tienen que agregar lo que se llama "paquetes de sabor" al jugo en el paso final de la producción para mejorar el sabor.