Химический состав растения не так давно считался малоизученным. Когда выраженное противолямблиозное действие растения заинтересовало ученых, отсутствие сведений о биологически активных веществах в соссюрее иволистной стало препятствием для стандартизации сырья и внедрения его в медицинскую практику. В связи с эти был проведен ряд химико-фармакологических исследований. Теперь известно, что трава соссюреи иволистной содержит до 2% дубильных веществ, 2,5% сесквитерпеновых лактонов, включая янерин, репин и цинаропикрин, около 1% флавоноидов (апигенин, кверцетин, гиперозид), кумарины эскулетин и умбеллиферон, алкалоиды соссюрин и куштин, тритерпеновые сапонины (агликоны амирина и олеаноловой кислоты), органические кислоты, включая яблочную, янтарную и лимонную, эфирные масла и такие микроэлементы как медь, железо, магний, цинк.