柴胡其成分主要含柴胡皂苷，甾醇，挥发油（柴胡醇、丁香酚等），脂肪酸（油酸、亚麻油酸、棕榈酸、硬脂酸等）和多糖等。

　　还含黄酮、多元醇、香豆素和微量元素等成份。大叶柴胡的根和茎中含有柴胡皂甙a、c、d、I，含量高达3.8%，并从中分离到4种多烯炔类化合物：柴胡毒素、柴胡酮醇、医学|教育网搜集整理乙酰柴胡毒素和柴胡炔醇。这些化合物对光、热不稳定，易氧化。柴胡毒素和乙酰柴胡毒素有剧毒，它们的半数致死量分别为3.03毫克/千克，3.13毫克/千克。