玄參主要含環烯醚萜類、苯丙素苷類，尚含植物甾醇，有機酸類，黃酮類，三萜皂苷，揮發油，糖類，生物堿及微量的單萜和二萜成分等。
環烯醚萜類
玄參的環烯醚萜成分分成4類：九碳骨架的環戊烷型、7,8－環戊烯型和7,8一環氧環戊烷型和變異環烯醚萜。
苯丙素苷類
從玄參中分離得到11個苯丙素苷類化合物：斬龍劍苷A（即6－O－反式肉桂酰－1－O－α－D－果糖基－8－D－葡萄糖，sibirioside A，xs－4）、賽斯坦苷F（即4－O－咖啡酰基－3－O－α－ L－鼠李糖基－D－葡萄糖，cistanoside F，XS－5）、安格洛苷C（angorosideC，xs－8）、賽斯坦苷D（cistanoside D，xs－9）、毛蕊花糖苷（acteoside，XS－10）、去咖啡酰毛蕊花糖苷（decaffeoylacteoside，XS－11）、3－O－乙酰基－2－O－阿魏酰基－α－L－鼠李糖（ningposide A，XS－12）、4－O－乙酰基－2－O－阿魏酰基－α－L－鼠李糖（ningposide B，XS－13）、3－O－乙酰基－2－O－對羥基肉桂酰基－α－L－鼠李糖（ningposide C，XS－14）、4－O－（對甲氧基肉桂酰基）－α－L－鼠李糖和3－O－乙酰基－2－O－對甲氧基肉桂酰基－α－L－鼠李糖（ningposide D）。
甾醇類
玄參含有甾醇及其苷類如G－谷甾醇、胡蘿卜甙等。
其它化合物
玄參還含有有機酸類肉桂酸、4－羥基－3－甲氧基苯甲酸、阿魏酸、對甲氧基肉桂酸、琥珀酸；5－羥甲基糖醛；二萜類柳杉醇；三萜類熊果酸及天冬酰胺、果糖、蔗糖、葡萄糖、三萜皂苷、黃酮苷元、生物堿及揮發油等。[3]