西瓜主要用于鲜食，其含有多种营养成分，营养丰富，果实为夏季之水果，未成熟的果实可腌制食用，成熟后直接食用，果肉味甜，能降温去暑，还可补充水分。美国路易斯安那州立大学营养与食品科学学院研究显示，常吃西瓜的人群饮食质量更高，加工糖及饱和脂肪酸摄入量均较低；其含有的瓜氨酸和精氨酸能降低心率、减少氧化应激，在控制血压、降低血脂、调节血糖及预防心脏病方面发挥作用；番茄红素能抵御氧自由基攻击，改善血管功能、保护心血管健康（且无需烹饪即可直接吸收）；膳食纤维、维生素C、维生素B6及镁、钾等成分也有助维持心脏健康。此外，西瓜含大量水分和钾盐，能利尿消肿、排除体内多余水分和盐分；丰富的维生素C、维生素E及矿物质具有抗氧化、促进皮肤新陈代谢的作用，有助美容养颜；葡萄糖、果糖等能迅速补充能量，缓解疲劳。西瓜种子含有芳香油，可以炒食。西瓜通过加工，还可制成西瓜膏、西瓜冻和清凉饮料。西瓜皮可做成蜜饯、瓜糖等。。西瓜的各部位均可作中药材入药，其果瓤入药可清热利尿、解暑生津；外层果皮入药可清热、解渴、利尿；果皮和皮硝混合制成的白色结晶性粉末入药可清热解毒、利咽消肿；种仁入药可清肺化痰、和中润肠；种皮入药主治吐血、肠风下血；根、叶或藤茎入可清热利湿。此外，对于西瓜历史的研究具有重要的现实意义和学术价值，通过进行历史时期中国西瓜的引种与本土化研究可以完善中国引种西瓜的系统探讨，也可以拓宽农史学界关于西瓜的研究范围。