Välimeren ruokavalio on tiedeyhteisössä eniten huomattu sen vaikutuksesta sydämen terveyteen. Sydänsairaus on suurin kuolinsyy Yhdysvalloissa, vaikka muutamat elämäntapamuutokset tekevät sen helposti ehkäistävissä. Genetiikalla on tietysti edelleen vahva rooli, mutta pienillä muutoksilla ruokavalioon ja harjoitteluun on suuri merkitys.
Ensimmäinen Välimeren ruokavalioon keskittynyt tutkimus alkoi Ancel Keys -nimisen tiedemiehen ja Seven Countries Studyn kanssa. Tässä tutkimuksessa havaittiin, että Etelä-Euroopassa sepelvaltimokuolemia oli paljon vähemmän kuin Pohjois-Euroopassa ja Yhdysvalloissa, vaikka ikä, tupakointi, verenpaine ja fyysinen aktiivisuus otettaisiin huomioon.
Nämä tulokset saivat tutkijat tarkastelemaan tarkemmin ruokailutottumusten eroja. Tämä tutkimus on edelleen tärkeä, koska useimmat tutkituilla Välimeren alueilla eivät enää syö perinteisellä tavallaan ja niillä alueilla esiintyy enemmän sydänsairauksia.
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat edelleen korrelaation perinteisen Välimeren ruokavalion ja alhaisemman sydänsairauksien välillä. British Medical Journalissa julkaistun vuonna 2008 julkaistun tutkimuksen mukaan sepelvaltimotaudin aiheuttamien kuolemien määrä väheni 9 prosenttia.
Journal of the American College of Cardiology -lehdessä julkaistu 2011-katsaus useista 535 000 ihmistä käsittävistä tutkimuksista kertoi, että perinteinen Välimeren ruokavalio liittyy alhaisempaan verenpaineeseen, verensokeriin ja triglyseriditasoihin.
Monet muut tutkimukset ovat osoittaneet, että runsaasti hedelmiä, vihanneksia, palkokasveja, viiniä ja mereneläviä sisältävä ruokavalio suojaa sydämen terveyttä, mikä tukee ajatusta, että Välimeren ruokavalio on terveellinen elämäntapa.