半夏含刺激物质约0.01%，如胆碱、尿黑酸、葡萄糖甙、3，4-二羟基苯甲醛及其双葡萄糖甙。含L-麻黄碱0.002%，精油0.003%-0.01%，脂肪酸0.85%，灰分1.9%。另含精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸等氨基酸，D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-葡糖醛酸等糖类和脂质、β-谷甾醇、胡萝卜甙。
从半夏中分离出一种具有抗早孕作用的结晶性蛋白--半夏蛋白，分子量约44000，由丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、胱氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、色氨酸和缬氨酸组成。从中还分离出一种具有胰蛋白酶抑制作用的蛋白质，平均分子量40800。近年来又从半夏中分离出一种具有止吐作用的多糖PT-F2-I，其平均分子量为8×105。半夏中还含鸟嘌呤核苷酸，它可以作为半夏质量评价的一个指标，通过对21件产自中国、朝鲜和日本的半夏药材的HPLC定量分析，鸟嘌呤核苷酸含量0.0025%-0.0129%，平均含量为0.0073%，炮制品中仅含微量。尿黑酸为半夏的刺激性物质。γ-氨基丁酸有临时性降压作用，临床用于降血脂有效。
(一)栽培半夏与野生半夏的成分对比分析
1.定性分析
(1)可见-紫外吸收光谱 取人工栽培半夏及野生半夏0.5克于10毫升容量瓶中，加水至刻度浸泡12小时，滤取上清液，分别测其吸收光谱。
(2)薄层层析 取栽培半夏及野生半夏各1克，分别于10毫升容量瓶中，分别加石油醚、氯仿、甲醇浸泡24h，过滤，点样于硅胶G薄层板上，展开，显色(110℃烘30分钟)呈灰蓝色斑点，将显色后的薄层板用空白玻璃板盖好密封，于CS-930型双波长薄层扫描仪上进行全扫描定性，结果可见各峰近似。
2.定量分析 精密称取栽培半夏、野生半夏各10克，加100毫升 75%乙醇(内含1%HCI)，水浴回流3小时，取滤液，用6N NH4OH溶液调至中性，挥去乙醇，残渣用0.5N H2SO4溶液溶解、过滤，滤入分液漏斗中，加6N NH4OH溶液使成强碱性，用氯仿提取(5×10毫升)，合并氯仿溶液，用0.5N H2SO4溶液提取(5×10毫升)，合并酸液，加6N NH4OH溶液使成强碱性，再用氯仿提取(5×10毫升)，合并氯仿液并用蒸馏水洗涤后置已称定重量的三角烧瓶中，蒸去氯仿，60℃干燥至恒重，计算总碱百分含量。结果栽培半夏为0.08%，野生半夏为0.07%，另外还有一些成分，两者所含各有高低。栽培半夏所含极性成分稍高，这些极性成分中除了含生物碱外，还可能含天冬氨酸、谷氨酸、β-丁氨酸等，而这些成分又具有较强的药理活性，如天冬氨酸具有镇咳祛痰作用，生物碱类具有降逆止呕作用，亲脂类化合物如β-谷甾醇等也具有较强的药理活性。但总的看来，二者所含成分相差不大。当然，有些成分的变化可能与生长时间长短(栽培半夏为二年生)、采收季节、生长环境等因素有关。
(二)半夏培养物与人工栽培半夏生物碱类成分对比分析
将半夏培养物与栽培半夏以甲醇浸出，浸出液点样、展开后，半夏培养物分出4个斑点，栽培半夏分出6个斑点，其中培养物比栽培品缺少两个斑点；又以石油醚、氯仿等非极性溶剂浸出，可见两者的薄层层析图谱及薄层扫描图谱完全一致，说明半夏培养物与栽培半夏含有相同的亲脂性成分。半夏培养物总碱的含量为0.48%，栽培半夏为0.137%，通过对人工栽培半夏、半夏组织培养物和野生半夏的化学成分的对比分析，三者含有的化学组分基本相同，在含量上，除总生物碱组织培养物明显较高外，其它主要对应组分三者相差不大。
(三)不同炮制方法对β-谷甾醇和总生物碱含量的影响
半夏各炮制品中β-谷甾醇的含量以生半夏为最高，经加热炮制的姜矾半夏、姜煮半夏均较低，说明加热对β-谷甾醇的含量影响较大。5种炮制品总碱含量顺序依次为姜矾半夏＞姜浸半夏＞生半夏＞矾半夏＞姜煮半夏。用重量法和酸性染料比色法测定的结果相同。矾水呈酸性，浸泡半夏可能会与其中生物碱结合成盐而溶出随矾水流失；姜煮可能因单纯长时间加热导致半夏中部分生物碱分解或转化；姜矾半夏虽也经煮制，但可能因矾的存在，生物碱结合成盐不易被热破坏；姜浸半夏生物碱含量高于生半夏。
半夏商品通常分为三等，具体要求如下：
一等品：干货。呈圆球形、半圆球形或偏斜不等，去净外皮。表面白色或浅黄白色，上端圆平，中心凹陷(茎痕)，周围有棕色点状根痕，下面钝圆，较平滑。质坚实。断面洁白或白色，粉质细腻。气微，味辛，麻舌而刺喉。每千克800粒以内。无包壳、杂质、虫蛀、霉变。
二等品：干货。呈圆球形、半圆球形或偏斜不等，去净外皮。表面白色或浅黄白色，上端圆平，中心凹陷(茎痕)，周围有棕色点状根痕，下面钝圆，较平滑。质坚实。断面洁白或白色，粉质细腻。气微，味辛，麻舌而刺喉。每千克1200粒以内。无包壳、杂质、虫蛀、霉变
三等品：干货。呈圆球形、半圆球形或偏斜不等，去净外皮。表面白色或浅黄白色，上端圆平，中心凹陷(茎痕)，周围有棕色点状根痕，下面钝圆，较平滑。质坚实。断面洁白或白色，粉质细腻。气微，味辛，麻舌而刺喉。每千克3000粒以内。无包壳、杂质、虫蛀、霉变。