Sok pomarańczowy ma poziom pH 3. Zgodnie ze skalą pH, która mierzy kwasowość i zasadowość, wszystko poniżej 7 jest kwaśne. Sok pomarańczowy jest kwaśny, ponieważ zawiera podwyższone stężenia kwasu cytrynowego, który jest naturalnie formującym konserwantem występującym we wszystkich owocach cytrusowych.
Świeżo wyciśnięty sok pomarańczowy zawiera około 9 gramów kwasu cytrynowego na litr, a komercyjnie przetworzony sok pomarańczowy zawiera 17 gramów na litr. Świeżo wyciśnięty sok pomarańczowy jest również bogaty w witaminę C i minerały, takie jak potas, tiamina i kwas foliowy. Regularne spożywanie kwaśnych pokarmów, takich jak sok pomarańczowy, może zaostrzyć choroby żołądkowo-jelitowe, w tym choroby wrzodowe i chorobę Leśniowskiego-Crohna. Kwas w soku pomarańczowym może również z czasem uszkodzić szkliwo zęba.
