已知乌药中化学成分主要为挥发油、异喹啉生物碱及呋喃倍半萜及其内酯三大类。且随着产地的不同，其组分也产生变化。

根、叶、果皮及种子中均含有挥发油，挥发油中主要组成大多为常见的单萜和倍半萜类化合物。根中挥发油主要含有龙脑(borneol) 、柠檬烯(limonene) 、β-草烯(β- humulene)等。叶中挥发油主要含有罗勒烯(ocimene) 、月桂烯(myrcene) 、聚伞花素(cymene) 、莰烯(camphene) 、龙脑、乙酸龙脑酯(bornyl acetate) 、依兰烯(muurolene) 、β-榄香烯(elemene) 、β-草烯、β-蛇床烯(selinene) 、毕澄茄烯(cadinene) 等。

呋喃倍半萜及其内酯：这类成分是乌药中被研究得最多的成分，主要包括桉烷型(selinane type)：香樟烯(lindestrene)；乌药烷型(lindenane type)：乌药烯(lindenene)、乌药醇(lindenenol)、乙酸乌药酯(lindenenyl acetate)、乌药酮(lindenenone)、乌药醚(linderoxide)、异乌药醚(isolinderoxide)；吉马烷型(germacrane)：neosericenyl acetate、乌药内酯(linderalactone)、新乌药内酯( neolinderalactone)、乌药醚内酯(linderane)、伪新乌药醚内酯(pseudoneolinderane)；榄烷型(elemane type)：异呋喃吉马烯(isofuranogermacrene)、异乌药内酯(isolinderalactone、表二氢异乌药内酯(epidihydroisolineralactone)