中藥大多數是以植物、動物為來源。這些動、植物在維持自體生命的過程中，內部發生一系列新陳代謝過程及複雜的化學變化，可以想象會有許多化學物質分佈在它們體內.而藥物的作用正是這些成份的外界表茲。一般講某一種中的之所以能治病就是因為該物質內部存在若某些成分。不過中藥不像西藥那樣品種很單一一味中的就電能包含.很複雜的成分.就好比是一個和睦的大家扛.由個成出.即每一種成分都在忠實地發揮自己的作用，藉以維持整個家庭的存在.發揮它的約效。當歸亦如此。現已證實當歸所含成分包括兩大部分，即揮發油及水溶部分，每個部分又含多種成分。
1956年我國學者劉國聲等報道當歸揮發油的含量可達0.4%，1962年Hikino採用薄層色譜法證實當歸揮發油中含有一種叫做‘正丁烯基苯膚’的成分，以後叫做.正丁烯酞內脂(n一Butylidene phthalide)’。1979年劉國聲等以水燕氣法提取出當歸揮發油並把它分成酸性、酚性、中性3部分，發現其中酸性部分佔總揮發油.的5.88%.含有棕擱酸和微量鄰苯二甲酸醉成分;酚性部分佔總揮發油含裡的3.46%，經用減壓分餾(76℃一77cC/2mmHg)得無色油餾分為香荊酚;中性部分佔90.41%，經減壓分餾及進一步分離得到當歸酮等成分。根據紅外光潛分析也發現正丁烯酞內脂，這種成分帶有當歸的固有香氣，因此被認為正丁烯酞內醋決定了當歸的特異芳香。同年，我國另一學者方洪拒等採用氣相色譜法分析當歸揮發油成分，發現揮發油中扭本內脂的含盆約為45%。經研究推斷當歸揮發油中所含的主要成分即是上面提到的正丁烯酞基內脂與其本內脂。當歸典有解痙止痛作用正是這兩種成分決定的。此外.目前已知的當歸揮發油成分還有香草醒、樟腦酸、月桂烯、0一水芹烯、。一旅烯、吸腸、0一娘場、對巨散索、鄰苯二甲酸肝、壬二酸、葵二酸、大茴香酸、正十二烷醇、佛手柑內脂等。
1942年Schmidt等報道從當歸中分離出一種水洛性鹼和40%的蔗糖。1979年林茂等從當歸的水沼性部分分出5種成份，阿魏酸、丁二酸、淤酸、尿嘧啶、腺嘌呤。其中阿魏酸具有抑制血小板聚集的作用。兩年以後蘭州大學有機分析研究空又提出4種成分，即豆出醇一D一葡萄豔百、十四醇一1、香英蘭酸、鉤吻瑩光素。此外，氮基酸含.亦很多，人所需的17種氮基酸均有，總含.為6.5%。其中蘇氨酸、a撅酸、蛋氮酸、亮氨酸、異亮甄酸、苯丙氮酸、賴氨酸為人體不能合成者。含且最高的是精氨酸，約是其他氮基酸含裡的I倍。現代研究表明，精氨酸在肝昏迷的治療中可大顯身手。經分析發現，當歸頭、身、尾3個部位所含揮發油及水沼性成分的裡是不同的。揮發油成分以歸尾含.最高，次之，歸頭最低，但a本內脂的含一卻是歸尾最低。水沼性成分阿魏酸的含紐以歸尾最高，歸身次之，歸頭最低。除上述兩大部分作用外，當歸中還含有多種微.金屬元素和維生縈兩者均為人體所瀚之物質，所含金屬元素包括鉀、鈉、鈣、鐵等23種，並經測定歸頭、歸身、歸尾中微.金屬元素的含一有顯著的差異。歸頭中鈣、銅、鋅含最高.約為歸身或歸尾含.的1.5一6.8倍;歸尾中鉀含量較高，是歸頭絨歸身的1.5一2倍。當歸所含維生索
維生家N (0.25一40微克/100克)和維生素有維生素維生錄計算含率為0.0675%)。