艾草的成分分析表明，它含有多種生物活性成分，主要包括：
揮髮油。艾草的主要活性成分之一，包含100多種化合物，主要是單萜、倍半萜及其衍生物，如蒎烯、側柏酮、石竹烯和石竹烯氧化物等。
多糖類。主要由酸性雜葡萄糖組成，包括碳水化合物、糖醛酸、蛋白質等。
黃酮類。包括槲皮素、柚皮素、芹菜素、香葉木素、鼬瓣花素、粗毛豚草素、5,7,3-三羥基-6,4-二甲氧基黃酮等。
酚類。主要由咖啡醯奎尼酸組成的綠原酸異構體，如3-咖啡醯奎尼酸、3,4-二-咖啡醯奎尼酸、3,5-二-0-咖啡醯奎尼酸、4,5-二-0-咖啡醯奎尼酸等。
三萜類。包括β-香樹脂醇、β-乙酸香樹脂醇、α-香樹脂醇、羽扇豆酮等。
此外，艾草中還含有胡蘿蔔素、維生素B、維生素C、錳、鋅、銅、鎂、鈣、硒等營養成分。艾草的揮髮油具有抗菌、抗病毒、解熱鎮痛、興奮呼吸、促進血液循環等多種藥理作用。