研究表明，黃精中主要含多糖、低聚糖、揮發油、皂苷、黃酮、木脂素、生物堿和氨基酸、蒽醌，微量元素等多種化學成分。其中，多糖及皂苷為黃精中主要活性成分。從目前已發表文獻來看，黃精活性成分的研究也主要集中在多糖和皂苷上，對其他化合物的關注較少。

糖類是黃精中含量Z多的成分，也是重要的活性成分，主要包括黃精多糖、低聚糖和淀粉。黃精多糖被藥典規定為衡量黃精質量的重要參考標準，黃精中還含有低聚糖、淀粉等。

黃精中分離得到的甾體皂苷類成分主要是薯蕷皂苷元，研究人員從黃精屬植物中分離出 70 多種甾體皂苷，包括 40 多種新發現的成分，另外還分離得到 12 種三萜皂苷類成分。

主要存在于黃精屬植物的莖和葉中的黃酮類成分，具有抗氧化活性，目前從黃精中發現的黃酮及其苷類化合物有 26 種。陳克克等通過分光光度法對黃精飲片中的化學物質進行含量測定，結果總黃酮的含量約為 8.32 mg/g，而總酚含量是總黃酮的 2 倍之多。

黃精中含有的揮發性成分主要包括萜類、烴類和醛酮類等。余紅等采用水蒸汽蒸餾法提取多花黃精中的揮發油，然后用氣相色譜-質譜聯用技術對其化學成分進行了分析，共鑒定出 16 種化合物。

從黃精中分離得到的含氮類化合物主要包括生物堿、氨基酸及其他。黃趙剛等研究表明黃精中含有多種微量元素，其中 K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Cr, Mn, Na 等含量較高；此外還含有十幾種氨基酸，其中以蘇氨酸、精氨酸、甘氨酸等為主。 從黃精中分離得到的醌類化合物多為 1，4-苯醌母核與長鏈脂肪酸結合而成，是黃精色素的組成成分從黃精中分離得到的其他類化合物包括木質素、短鏈脂肪酸、甾醇、吡喃酮等。

由于品種、氣候、緯度、水肥等多種因素的影響，不同品種及不同產地的黃精中主要化學成分含量差異均較大。為鑒定、篩選和保護優良黃精種質資源以及為黃精藥用成分評價提供依據，需要對不同產地黃精原植物的主要化學成分進行含量測定和分析，單一的化學成分含量不足以證明黃精的藥用價值，應以多糖和皂苷共同作為評價指標進行優良種質的篩選。