苦蘵全草含魏察苦蘵素(withangulatin)A,14α-羥基粘果酸漿內酯(14α-hydroxyixocarpanolide)，24，25-環(huán)氧維他內酯D(24,25-epoxyvitanolideD)，酸漿雙古豆堿(phygrine)。

莖、葉含酸漿苦味素(physalin)B、D、E、F、G、H、I、J、K，5，6-二羥基二氫酸漿苦味素B(5，6-dihydroxydihydrophysalinB)，苦蘵內酯(physagulin)A、B、C、D、E、F、G，葉中還含14α-羥基-20-去羥基粘果酸漿內酯(vamonolide)及炮仔草內酯(physangulide)。

根含有機酸、氨基酸、黃酮甙、酚類及糖類。葉含綠原酸。果實富于胡蘿卜素，含水分89.55％、氮2.01％、脂肪0.28％、糖類3.51％、纖維素0.69％、灰分0.78％、有機酸0.56％。果汁中每100毫升含抗壞血酸40毫克，胡蘿卜素類2.6毫克。果殼含氯化鉀、檸檬酸鉀、植物甾醇，又含不飽和脂肪酸的油酸、亞油酸、亞麻酸及飽和脂肪酸。此外尚含0.03％無定形的甙，鞣質、還元糖。

種子含6.28％的半干性油，其組成中有反油酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸等，但末找出亞麻酸；又分離出一種甾醇。