Mustikalla on kuitenkin myös tutkitusti lääkinnällisiä vaikutuksia: sen tummansiniset marjat sisältävät merkittäviä määriä antosyaniini-väriaineita, joiden käytön on kokeissa havaittu pienentävän useiden sairauksien, kuten sydän- ja verisuonisairauksien ja syövän riskejä. Laboratoriokokeet ovat osoittaneet että mustikan syöminen saattaa estää tai parantaa myös silmäsairauksia, kuten silmäpohjan rappeumaa, mutta tätä terapeuttista käyttöä ei ole tutkittu kliinisesti.
Antosyaanien lisäksi mustikoissa on protoantosyanideja, flavonoleja ja tanniineja, jotka toimivat tulehdusta vähentävinä antioksidantteina Mustikkaa on myös perinteisesti pidetty hämäränäköä parantavana. Tätä vaikutusta ei kuitenkaan ole todistettu tieteellisesti.
Lääketieteessä on kuitenkin hyödynnetty kuivatussa mustikassa olevaa parkkihappoa. Parkkihaposta johtuen mustikalla on ripulia hillitsevä vaikutus (toisaalta liian suuri määrä tuoreita mustikoita kerralla nautittuna voi aiheuttaa ripulia).
Terveysvaikutustensa lisäksi mustikasta on muutakin hyötyä: mustikan väriaineet ovat kemiallinen happamuuden osoitin eli pH-indikaattori ja sitä voidaan käyttää myös kasvivärjäyksessä (esimerkiksi lihan leimauksessa).
Mustikasta on puhetta myös Puutarha.netin Keskustelupalstalla