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树皮含杜仲胶(Gutta-percha)6～10%，根皮约含10～12%，为易溶于乙醇，难溶于水的硬性树胶。此外，还含糖甙0.142毫克%、生物碱0.066毫克%、果胶6.5毫克%、脂肪2.9毫克%、树脂1.76毫克%、有机酸0.25毫克%、酮糖(水解前2.15毫克%、水解后3.5毫克%)、维生素C20.7毫克%、醛糖、绿原酸。
种子所含脂肪油的脂肪酸组成为亚麻酸67.38%、亚油酸9.97%、油酸15.81%、硬脂酸2.15%、棕榈酸4.68%。果实含胶量可达27%，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。杜仲皮、叶含14种木脂素和木脂素甙(ligninoglycosides)，与甙元联接的糖均为吡喃葡萄糖。其中二苯基四氢呋喃木脂素及其甙有松脂素双糖甙等，松脂素双糖甙(pinoresinoldiglycoside)为杜仲降压的有效成分。
从杜仲皮中还分到正二十九烷、正卅烷醇、白桦脂醇(betulin)、白桦脂酸、β-谷甾醇、熊果酸、香草酸。杜仲皮和叶还含有17种游离氨基酸以及锗、硒等15种微量元素。尚含环烯醚萜类成分，从杜仲皮、叶中分出10种环烯醚萜类(iridoids)，有都桷子素葡萄糖甙(geniposide)、桃叶珊瑚甙(aucubin)、筋骨草甙(ajugoside)、杜仲甙(ulmoside)、玄参甙乙酸酯(harpagideacetate)及葡匐甙(reptoside)等，除杜仲甙类外，其余成分甙元均以β-甙链联接吡喃葡萄糖。杜仲甙类糖部分为异麦芽糖(isomaltose-葡萄糖-α-葡萄糖甙)。