Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nước mắm là các loại cá. Tuy nhiên chất lượng nước mắm lại phụ thuộc rất nhiều vào từng loại cá. Chính vì thế, việc chọn cá để sản xuất nước mắm là điều mà các nhà sản xuất quan tâm. Thành phần hóa học gồm: nước, protein, lipid, muối vô cơ, vitamine,. Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống,. Ngoài ra, các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường sống, kích cỡ cá và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học, đặc biệt ở cá nuôi. Thành phần hóa học của cá ở từng cơ quan, bộ phận có sự khác nhau.