Walnussöl hat einen hohen Anteil an einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Vor allem Öl- und Linolensäure, aber auch Linolsäure ist in hohem Ausmaß enthalten. Daher wird das Öl als dietätisches Speiseöl angesehen. Es senkt den Triglyceridspiegel und erhöht auch den HDL-Cholesterin-Spiegel („gutes“ Cholesterin) im Blut. Walnussöl senkt damit das Arterioskleroserisiko und hat einen positiven Effekt auf den Lipidstoffwechsel.
Zudem hat es eine starke desinfizierende und fungizide Wirkung, weshalb es in der Pharmazie als Grundlage Ideal für Heilsalben ist. Wahrscheinlich wird Walnussöl aufgrund dieser Wirkungen in der Volksheilkunde für Atemwegserkrankungen, Stoffwechselerkrankungen, Leber-Galle Beschwerden und weiteres eingesetzt.