莪术根状茎中含挥发油约1%～2.5%，目前从不同品种、不同产地的莪术油中分离鉴定出29～42种化合物，这些成分多为萜类及倍半萜衍生物。萜类化合物是存在于植物界的一大类化合物，具有多种生物活性，并且是某些中药的主要有效成分。当前，药学工作者对莪术醇、榄香烯的研究较多，其抗肿瘤、抗病毒的疗效已得到肯定。莪术挥发油中的莪术二酮，临床应用表明对宫颈癌有较好的疗效；同时莪术挥发油中的姜黄醇、1，8-桉叶素、吉马酮、姜黄酮、芳姜黄酮和樟脑等成分具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、平喘、镇痛和利胆等作用。随着分析方法的不断发展，对莪术油中的成分进行了深入研究，发现其中尚含有表莪术酮、莪术烯、焦莪术酮、异莪术醇、去氧莪术酮、呋喃二烯酮、去氢莪术二酮、α-蒎烯、β-蒎烯、樟烯、异龙脑、龙脑、桉油精、异呋吉马酮、川芎嗪、莪术烯酮、异莪术烯醇等。

将温莪术饮片经水蒸气蒸馏，得到棕褐色挥发油。滤取析出结晶，以石油醚（沸程30～60℃）充分洗涤后，用无水乙醇重结晶，得到无色针状结晶即莪术醇针状结晶。薄层层析鉴定为单一斑点。熔点：143.5～144℃，易溶于乙醚、三氯甲烷，溶于乙醇，微溶于石油醚，几乎不溶于水。用质谱测得莪术醇的分子量为236，元素分析计算（试验值：C：76.04%；H：10.32%；理论值：C：76.22%，H：10.24%）得出分子式：C ₁₅H ₂₄O ₂。红外光谱测定3420cm ^-1（羟基），3096cm ^-1，1645cm ^-1，882cm ^-1（亚乙烯基）［理论值：3420cm ^-1（羟基），3096cm ^-1，1645cm ^-1，882cm ^-1（亚乙烯基）］。将莪术醇用醋酐吡啶进行酰化，得无色油状物；折光率为 为1.484；元素分析C：73.71%，H：9.30%；红外光谱测定1757cm ^-1，1212cm ^-1（乙酰基），3096cm ^-1，1647cm ^-1，886cm ^-1（亚乙烯基）［理论值：1757cm ^-1，1214cm ^-1（羟基），3096cm ^-1， 1647cm ^-1，882cm ^-1（亚乙烯基）］。

莪术油中主要成分莪术醇、莪术二酮、吉马酮、β-榄香烯结构式见图1-3-1、1-3-2、1-3-3、1-3-4。

周欣等利用气相色谱-质谱联用仪对不同品种、不同产地的莪术挥发油［市售莪术油、温莪术油、蓬莪术油、浙江永嘉莪术油（A样）、浙江永嘉莪术油（B样）、瑞安陶川莪术油］中的化学成分进行分析鉴定。取莪术挥发油1μl（乙醚溶液），用气相色谱-质谱联用仪分析鉴定，选用HP-5MS　5%Phenyl Methyl Siloxane（30m× 0.25mm，0.25μm）弹性石英毛细管柱为色谱柱，气相色谱条件：柱温60℃，以10℃/min升温至100℃，再以4℃/min升温至200℃后，以20℃/min升温至300℃，保持2分钟；汽化室温度250℃；载气为高纯氦气；柱前压52.5kPa，载气流量1.0ml/min；进样量1μl（用乙醚作稀释液）；分流比40∶1。质谱条件：离子源为EI源；离子源温度30℃；四极杆温度150℃；电子能量70eV；发射电流34.6μA；倍增器电压1388V；接口温度280℃；溶剂延迟3分钟；质量范围10～550。分别检出88～106个峰及对应的质谱峰，通过HP MSD化学工作站检索Nist98标准质谱图库和WILEY质谱图库，并结合有关文献谱图解析，分别鉴定出29～42个化合物。通过HP MSD化学工作站数据处理系统，按峰面积归一化法进行计算求得各化学成分在挥发油中的相对含量。研究发现，不同品种、不同产地的莪术，其挥发油中化学成分有较大差别，所得的各化学成分在挥发油中的相对峰面积百分含量见表1-3-1。从表中可知，不同品种、不同产地的莪术挥发油中的化学成分及其相对峰面积的百分含量有较大差别，有些品种或产地的莪术挥发油中不含莪术二酮、莪术酮、莪术醇、姜黄醇等具抗癌活性的成分。这一研究为控制莪术挥发油的质量提供理论依据，提示在中成药产品质量控制中，应确定药材的品种、产地等影响因素。

李爱群用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析了浙江、四川和福建所产莪术挥发油的成分。分别将浙江、四川、福建产的莪术粉碎，经水蒸气蒸馏，蒸馏液用乙醚萃取，无水硫酸钠干燥后浓缩得到的淡黄色挥发油——莪术油。分别用乙腈稀释后进样，色谱条件：进样口温度为250℃，离子源温度为230℃，电离电压为70V，载气为氦气，流速为1ml/min；采用程序升温，起始温度70℃，升温速率3℃/min，升至145℃，维持10分钟，再以3℃/min升至210℃。不同产地莪术挥发油的总离子流（TIC）图分别见图1-3-5、1-3-6、1-3-7。从总离子流图中可见，不同产地的莪术所提取的挥发油成分相差较大，福建产莪术的挥发油成分明显比浙江和四川的多。本试验结果表明，不同产地莪术的挥发油的成分差异较大，其中3种抗癌活性成分β-榄香烯、莪术醇、莪术酮存在明显差异，其中四川产莪术挥发油中没有检测到莪术醇和莪术酮。该研究提示在使用莪术作为原料制备制剂时，应规定莪术的产地。

孙秀燕对四川、广西、浙江这三个产地的莪术油化学组成进行考察，所采用的气相色谱条件：色谱柱为DB-5（30m×0.25mm，0.25μm），柱温70℃，以10℃/min的速率升温至250℃，然后保持20分钟；汽化室温度250℃，载气为氦气，流量0.9ml/min；质谱条件：离子源为EI源，温度200℃，70eV，进样量1μl。将这三种不同产地的莪术油按上述GC-MS条件检测，对得到的总离子流各主要色谱峰的质谱图进行比较（图1-3-8），如果以保留时间15分钟为界，将总离子流图分为A区和B区，发现15分钟之前的A区色谱峰是不同产地莪术油的共有峰，它们之间仅存在相对量的差别；而不同产地莪术的特有峰主要出现在15分钟之后的B区，B区可显示莪术油的特征峰；蓬莪术含量最大的组分为莪术酮（22.44%）；在广西莪术（5.52%）和温莪术（3.27%）中则含量很少；温莪术中主要成分之一莪术二酮（15.99%）比广莪术（2.18%）和蓬莪术（1.44%）高出7～14倍，提示考虑以莪术酮和莪术二酮的含量来区别蓬莪术和温莪术。在保留时间在20～21分钟的色谱图中，仅显示出广西莪术的一组特征峰，而其他品种未见出峰，提示可将此时间段作为广西莪术区别于其他品种的特征区。经GC分析，3个品种莪术油中共有的14个特征成分相对含量在80%以上，基本能代表和反映出这三个不同产地莪术品种的莪术油的主要组分，因此可作为莪术油的指纹峰。