قد لا يكون البطيخ مجرد فاكهة منعشة تساعد على ترطيب الجسم، إذ تشير بعض الأبحاث إلى أن تناوله قد يسهم في دعم صحة القلب وضغط الدم، بفضل احتوائه على مركبات وعناصر غذائية مهمة، أبرزها السيترولين.
ويتحول السيترولين داخل الجسم إلى الأرجينين، الذي يدخل في إنتاج أكسيد النيتريك، وهو مركب يساعد على ارتخاء الأوعية الدموية وتوسّعها، ما يسهل تدفق الدم وقد يسهم في الحفاظ على مستويات ضغط دم صحية. 
ويحتوي البطيخ أيضًا على البوتاسيوم، الذي يساعد في تنظيم توازن الصوديوم ويدعم ضغط الدم الطبيعي، وإن كانت كميته في البطيخ أقل من تلك الموجودة في العديد من الفواكه والخضراوات. كما أن الماء يشكل أكثر من 90% من مكونات البطيخ؛ ما يجعله مصدرًا جيدًا للسوائل، لكن الترطيب وحده لا يُعد علاجًا لارتفاع ضغط الدم. ركزت معظم الأبحاث على مستخلصات البطيخ المركزة والغنية بالسيترولين، وأشارت بعض الدراسات الصغيرة إلى احتمال مساهمتها في خفض ضغط الدم لدى المصابين بارتفاع الضغط أو المعرّضين للإصابة به. في المقابل، جاءت نتائج الدراسات التي تناولت البطيخ الطازج أو عصيره متفاوتة؛ إذ سجل بعضها فوائد محدودة، بينما لم يجد بعضها الآخر تأثيرًا واضحًا.