传统的皮蛋加工是使用石灰和苏打反应生成氢氧化钠和碳酸钙，碱性的氢氧化钠通过蛋壳上的微孔渗透进去，使得蛋清中的蛋白质分子变性凝固，并进一步与蛋黄中的脂肪、蛋白质发生反应，产生风味物质。传统的皮蛋中往往含有很多的铅，它来源于皮蛋制作中加入的黄丹粉，目的是形成能堵住微孔的硫化氢，防止过量的碱渗透导致蛋清融化。现在的“无铅皮蛋”是用其他无毒的金属离子来实现“堵孔”的作用，因此也就不存在铅含量超标的问题。
在皮蛋形成的过程中，蛋白质和脂肪会发生一些结构上的变化，不过对于营养价值影响很小。除了部分维生素有损失外，各种微量元素受到的影响也很小，不值得纠结。但是一个去壳皮蛋的钠含量相当于一个人一天钠摄入量的12%，因此我们更需要关注的是钠摄入量的问题。
皮蛋的形成过程，实质上是蛋白质在强碱性环境中变性的过程。传统的关键材料是石灰和苏打，二者反应生成碱性的氢氧化钠和碳酸钙。
氢氧化钠的溶解度远比石灰要高，更容易通过蛋壳上的微孔往里渗透。自然状态下的蛋清中性偏碱，保持着半流质的凝胶状态。当氢氧化钠通过蛋壳渗入，碱性逐渐增高，蛋清中的蛋白分子就从粘稠的胶状变成完全的液体。随着更多的碱渗透进来，蛋清的碱性进一步升高，一部分蛋白质被碱水解。蛋清中的蛋白质伸展开来，露出内部的疏水氨基酸，发生胶连形成网络，把水分子固定在其中，蛋清也就凝固了。
在碱的作用下，蛋黄中的脂肪、蛋白等各种成分也会发生降解，释放出多种多样的风味物质。蛋清中的蛋白水解释放出硫化氢，渗透到蛋黄，与铁、锌等矿物质发生反应，就会生成各种有颜色的物质——蛋黄也就变成了绿色到黑褐色的“皮蛋颜色”。
在蛋清凝固之后，如果还有碱继续渗入，在高强度的碱长时间作用之下，凝固的蛋白会发生水解，导致皮蛋的蛋清融化，皮蛋也就不成型了。古人发现加入黄丹粉可以避免这种情况的发生。
黄丹又称四氧化三铅，红丹，铅丹或光明丹，是鲜橘红色重质粉末。一般用于制造蓄电池、玻璃、陶器、搪瓷，还可以用作防锈颜料和铁器的保护面层。黄丹粉中有氧化铅，它们可以跟硫反应生成硫化铅。硫化铅不溶于水，就会把蛋壳表面的微孔堵住。这样，碱就不能继续往蛋清里渗透，固化的蛋清不会液化，而其中的碱会继续往蛋黄迁移促进其风味转化。
铅是一种有毒重金属，传统皮蛋中的铅含量会远高于食品中允许的限量。
因此，说传统皮蛋“不安全”“增加铅中毒风险”，都是事实。现在的“无铅皮蛋”是用其他无毒的金属离子来代替铅实现“堵孔”的作用。一般而言，其他的各种金属离子效果都不如铅。不过，科研工作着门找到了一些“金属组合”，比如铜和铁，也能够实现比较好的效果。规范生产的“无铅皮蛋”，可以把铅含量控制到满足食品安全的标准，因此铅含量超标的问题也就不足为虑了。
另外有一些皮蛋中会出现松枝形状的花纹，被称为“松花蛋”。传统上，人们认为这是因为采用了松枝灰而形成的。不过这只是牵强附会的臆测。科研工作者用现代技术，分析出“松花”的主要成分是镁。也就是说，所谓的松花，其实是镁结晶析出形成的。或许是因为松枝烧成的灰中有更多的镁离子，使得“松花”更容易出现而已。
蛋中的主要营养成分是蛋白质以及一些脂肪，微量营养成分中有多种矿物质和一些维生素。
在皮蛋形成的过程中，蛋白质和脂肪会发生一些结构上的变化，不过对于营养价值影响很小。各种矿物质受到的影响也很小，不值得纠结。有一些维生素，比如维生素B1、B2和B3，在碱性条件下稳定性较差，在皮蛋中的损失就比较多。不过，它们毕竟只是蛋所提供的的营养成分中的一小部分，还有很多其他的食物能够提供，所以喜欢皮蛋的人也没有必要太过在意。
皮蛋爱好者们更需要关注的是钠含量。
根据食物成分数据库[1]中的数字，鸭蛋的钠含量是106毫克/100克，而皮蛋的钠含量是542毫克/100克——如果按一个皮蛋去壳后50克来算，其中的钠是271毫克，相当于一天钠摄入量的12%。这个量不算少，当然跟咸鸭蛋的钠含量2706毫克/100克比起来，就要好多了。总之，规范生产的皮蛋是满足食品安全标准的，营养价值也不会损失很多，但是也要注意一次不能吃太多，否则可能不知不觉就摄入了过多的钠。