核桃仁在中医上应用广泛。中国医学认为核桃性温、味甘、无毒，有健胃、补血、润肺、养神等功效。《神农本草经》将核桃列为久服轻身益气、延年益寿的上品。唐代孟诜著《食疗本草》中记述，吃核桃仁可以开胃，通润血脉，使骨肉细腻。宋代刘翰等著《开宝本草》中记述，核桃仁“食之令肥健，润肌，黑须发，多食利小水，去五痔。”明代李时珍著《本草纲目》记述，核桃仁有“补气养血，润燥化痰，益命门，处三焦，温肺润肠，治虚寒喘咳，腰脚重疼，心腹疝痛，血痢肠风”等功效。
根据科学研究表明，核桃中的磷脂，对脑神经有很好保健作用。核桃油含有不饱和脂肪酸，有防治动脉硬化的功效。核桃仁中含有锌、锰、铬等人体不可缺少的微量元素。人体在衰老过程中锌、锰含量日渐降低，铬有促进葡萄糖利用、胆固醇代谢和保护心血管的功能。核桃仁的镇咳平喘作用也十分明显，冬季，对慢性气管炎和哮喘病患者疗效极佳。可见经常食用核桃，既能健身体，又能抗衰老。有些人往往吃补药，其实每天早晚各吃几枚核桃，实在大有裨益，往往比吃补药还好。
核桃的食法很多，将核桃加适量盐水煮，喝水吃渣可治肾虚腰痛、遗精、萎、健忘、耳鸣、尿频等症。
抗癌作用：胡桃叶相果实中含胡眺叶醌。小鼠腹腔注射胡桃叶醌对肝癌腹水型小鼠生命延长率可达95%，对小鼠肉瘤S180实体型抑制率达50%。在体外对小鼠肝癌细胞DNA合成有仰制作同，从电子显微镜观察，胡桃叶醌主要影响肝癌细胞线粒体。
核桃仁富含脂肪、不饱和脂肪酸、磷、钙、镁、铁、锌等矿物元素和多种维生素，它具有补气养血、润燥化痰、温肺润肠、散肿消毒等功能。核桃仁的功效与作用受到了许多人的青睐。