草麻黄地上部分含有麻黄类：左旋麻黄碱（ephedrine），右旋伪麻黄碱（pseudoephedrine），左旋去甲基麻黄碱（norephedrine），右旋去甲基伪麻黄碱（norpseudoephe-drine），左旋甲基麻黄碱（methylephedrine），痕量右旋甲基伪麻黄碱（methylpseudoephedrine），以麻黄碱为主，伪麻黄碱含量较少，总含量为0.481 -1.382%。恶唑酮类生物碱：麻黄恶唑酮（ephedroxane）。挥发油：从中分离出32种化合物，含量较高的有（α，α，4-trimethyl-3-cyclohexen-1-methanol），β-松油醇（β-terpineol），对（艹孟）-2-烯-7-醇（p-meth-2-en-7-ol），平喘有效成分左旋-α-松油醇（α-terpineol）和2，3，5，6-四甲基吡嗪（2，3，5，6-tetramethylpyrazine）。黄酮类化合物：芹菜素（apigenin），小麦黄素（tricin），山柰酚（kaempferol），芹菜素-5-鼠李糖甙（apigenin-5-rhamnoside），蜀葵甙元（herbacetin），3-甲氧基蜀葵甙元（3-methoxyherbacein）及山柰酚鼠李糖甙（kaempferol rhamnoside）。

另有报道，由生产麻黄碱的麻黄母液残渣中分离得O-苯甲酰-L-（=）-伪麻黄碱（O-benzoyl-L(+)-pseudoephedrine）。

木贼麻黄地上部分含有麻黄生物碱类：左旋麻黄碱，右旋伪麻黄碱，左旋去甲基麻黄碱，右旋去甲基伪麻黄碱，左旋甲基麻黄碱，痕量右旋甲基伪麻黄碱，以麻黄碱为主，伪麻黄碱含量较少，总含量为2.093%-2.436%。恶唑酮类生物碱：麻黄恶唑酮。挥发油：从中分离出27种化合物，含量较高的有6，10，14，-三甲基十五碳-2-酮（6，10，14-trimethyl-2-pentadecanone），3，7，11，15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇（3，7，11，15-tetramethyl-2-hexadecen-1-ol），十八碳酸甲酯（octadecanoic acid methyl ester），平喘有效成分2，3，5，6-四甲基吡嗪，但不含另一种平喘有效成分旋-α-松油醇。黄酮醇甙：4′，5，7-三羟基-8甲氧基黄酮醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖甙（4′，5，7-trihydroxy-8-methoxyflavonol-3-O-β-D-glucopyranoside）。芳香酸类：苯甲酸（benzoic acid），对羟基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid），桂皮酸（cinnamic acid），对香豆酸（p-coumaric acid），香草酸（vanillic acid）及原儿茶酸（protocatechuic acid）。