Theo dữ liệu của Bộ Nông nghiệp Mỹ, vỏ chanh giàu các chất chống oxy hóa quan trọng như vitamin C, D-limonene và flavonoid hesperidin. Đây là những hoạt chất có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch và giảm nguy cơ mắc một số bệnh. Nghiên cứu ghi nhận vỏ các loại quả họ cam quýt chứa nhiều chất chống oxy hóa hơn cả phần thịt hay nước ép. Bằng chứng ban đầu cũng chỉ ra rằng hoạt tính chống oxy hóa của vỏ chanh mạnh hơn so với vỏ quýt hoặc vỏ bưởi.

Vỏ chanh có hàm lượng calo rất thấp, chỉ khoảng 3 calo trong một muỗng canh, nhưng lại chứa tới 1g pectin - một loại chất xơ quan trọng. Trong nghiên cứu đăng trên MDPI, các nhà khoa học Bồ Đào Nha nhận định việc tiêu thụ vỏ giàu chất xơ có lợi hơn so với chỉ ăn chanh không vỏ hoặc uống nước ép. Ngoài ra, vỏ chanh cung cấp 8mg canxi, một lượng nhỏ kali và magiê, đồng thời đáp ứng khoảng 9% nhu cầu vitamin C hằng ngày.
Một số nghiên cứu gợi ý rằng vỏ chanh có thể góp phần bảo vệ sức khỏe răng miệng nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn trong khoang miệng - nguyên nhân gây sâu răng và viêm nướu. Một nghiên cứu khác cho thấy chiết xuất vỏ chanh có tác dụng chống lại vi khuẩn Streptococcus mutans, vốn là tác nhân chính gây sâu răng, từ đó củng cố bằng chứng về lợi ích răng miệng từ các thành phần của loại quả này.
Các dưỡng chất và chất chống oxy hóa trong vỏ chanh có thể giúp giảm huyết áp cao, cholesterol cao và tình trạng béo phì - những yếu tố liên quan chặt chẽ đến bệnh tim mạch. Nghiên cứu chỉ ra rằng thanh thiếu niên thừa cân hoặc béo phì sử dụng thực phẩm chứa vỏ chanh đã giảm được huyết áp và mức LDL - loại “cholesterol xấu”. Một số thử nghiệm khác cho thấy chiết xuất vỏ chanh có thể giúp hạ huyết áp ở người trưởng thành. Ngoài ra, chất xơ và chất chống oxy hóa từ vỏ chanh cũng góp phần hỗ trợ tim mạch, dù vẫn cần thêm các nghiên cứu lâm sàng để khẳng định.
Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy vỏ chanh có khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và nấm có hại. Hàm lượng hoạt chất kháng sinh và kháng nấm trong vỏ có thể chống lại, đồng thời hạn chế sự phát triển của nhiều vi sinh vật trên da và cơ thể, bao gồm cả những loại đã kháng thuốc. Dù vậy, các nghiên cứu trên người vẫn cần được tiến hành thêm để củng cố kết quả.
Vỏ chanh và các loại quả họ cam quýt khác được cho là có đặc tính chống ung thư nhờ chứa nhiều chất chống oxy hóa như D-limonene, vitamin C và hesperidin. Những hoạt chất này có thể thúc đẩy sự phát triển của các tế bào khỏe mạnh trong cơ thể. Một số nghiên cứu cũng chứng minh việc tiêu thụ nhiều trái cây họ cam quýt, bao gồm cả vỏ, có liên quan đến việc giảm nguy cơ mắc một số loại ung thư.