黄花蒿风干植物的化学成分相当丰富。其含水量为9.7%，风干后经过水汽蒸馏，能提取出0.18%的精油，精油含量在开花期最高，新鲜植物的精油含量通常高于久藏的。精油主要由酮类组成，占比44.97%，其中蛔蒿酮占21%，l-樟脑13%，1,8-桉叶素13%，乙酸蛔蒿醇酯4%，蒎烯1%。此外，精油中还包含了蒎烯、莰烯、1,8-桉叶素、毕澄茄烯、杜松油烯、石竹烯、倍半萜醇、枯醛、酮类、苯酚、丁酸、己醛、乙酸苄酯、d-2-甲基丁酸苄酯、石竹烯氧化物以及廿五烷等多种化合物。
黄花蒿地上部分含有东莨菪素和东莨菪甙，这是其另外重要的化学成分。值得一提的是，从印度采集的黄花蒿中，还发现了假山道年和K-山道年这两种独特的化合物，这为黄花蒿的药用价值和研究提供了更多线索。
黄花蒿Artemisia annua L. 是菊科艾属的一年生草本植物，为我国传统中药。其有效成分—青蒿素在抗疟方面与传统的奎宁类抗疟药物具有不同的作用机理。在青蒿素的基础上开发出了多种衍生物双氢青蒿素(Dihydroartemisinin)、青蒿琥酯(Artesunate)、蒿甲醚(Artemether)、蒿乙醚(Arteether),均有抗疟、抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和肿瘤细胞毒性等作用。目前青蒿素用于疟疾防治的价值已被人类认识和接受，世界卫生组织已把青蒿素的复方制剂列为国际上防治疟疾的首选药物。