主要成份：1.根含挥发油，甘肃岷县产者含0.4%，四川汶县产者含0.7%。挥发油的主要成分有：亚丁基苯酞(Butylidenephthalide)、邻羧基苯正戌酮(n-Valerophenone-o-carboxylicacid)及△2，4-二氢酞酐(△2，4-dihydrophthalicanhydride)。挥发油成分复杂，单是低沸点部分就有10多种，其中有多种烃类，包括3种萜烯。
2.含多量蔗糖(40%)、维生素B12(0.25-40微克/100克)、维生素A类物质(以维生素A计，含率为0.0675%)。
3.根的皂化部分中含棕榈酸、硬脂酸、肉豆蔻酸及不饱和油酸、亚油酸；不皂化成分中有谷甾醇。
4.全草有芳香，可知各部分都含挥发油，而果实含量特多。
5.东当归及北海当归Angelicaacutilobavar.Sugiyamahikino的根含挥发油约0.2%，其中苯酞(Phthalide)方面，有东当归酞内酯(Ligustilide)、亚丁基苯酞及蛇床酞内酯(Cnidilide)、异蛇床酞内酯(Isocnidilide)。此外，还含倍半萜烯类、对-聚伞花素(p-Cymene)、蔗糖、维生素B12、烟酸等。前者还含丁基苯酞(Butylphthalide)及瑟丹酸内酯(Sedanolide)。两种当归的根及果实的挥发油中还含丁醇(Butylalcohol)及乙酸。近年来尚分离出藁本内酯，阿魏酸，丁二酸，尿嘧啶，腺嘌呤，多种氨基酸，以及多种微量金属元素，如钙，铜，锌，铁，钾等。
6.中国药材学：根含挥发油约0.3%,油中主含具特殊香气的正丁烯夫内酯(n-butylidenephthalide)另含邻羧基苯正戊酮(n-vakerophenone-o-carboxylicacid)、△2，4-二氢邻苯二甲酸酐(△2，4-dihydrophthalicanhydride)和几种倍半萜烯类化合物。
7.有报道当归挥发油主含藁本内酯(ligustilide)，占45%，其次正丁烯夫内酯。
8.根尚含维生素B12、蔗糖、脂肪酸、亚叶酸(folinicacid)或柠胶因子(citrovorumfactor)、菸酸及生物素(biotin)等类似物质。
9.根的水溶性部分含阿魏酸(ferulicacid)、丁二酸(succinicacid)、菸酸(nicotinicacid)、尿嘧啶(uracil)、腺嘌呤(adenine)、东莨菪素(scopoletin)、伞形酮(umbelliferone)、香荚兰酸(vanillicacid)及胆碱(choline),醚溶性部分含镰叶芹醇(falcarinol)、镰叶芹酮(falcarinolone)、镰叶芹二醇(falcarindiol)。
性 状：根头及主根粗短，略呈圆柱形，长1.5-3.5cm，直径1.5-3cm，下部有3-5条或更多的支根，多弯曲，长短不等，直径0.4-1cm。表面黄棕色或棕褐色，有不规则纵皱纹及椭圆形皮孔；根头部具横纹，顶端残留多层鳞片状叶基。质坚硬，易吸潮亦软，断面黄白色或淡黄棕以，形成层环黄棕色，皮部有多数棕以油点及裂隙，木部射线细密。有浓郁的香气，味甜、辛，微苦。
以主根根粗长、油润、外皮色共同棕、肉质饱满、断面色黄白、气浓香者为佳。
显微鉴别 侧根横切面：木栓层为数列木栓细胞。皮层为数列切向延长的细胞。韧皮部宽广，多裂隙，有多数分泌腔（主为油室，也有油管)，类圆形，直径60-220μm，周围分泌细胞数个至10多个，近形成层处分泌腔较小。木质部导管单个形成层处分泌受苦较小。木质部导管单个散在或数个相聚成放射状排列，木射线宽至10鑫列细胞；木薄壁细胞较射线胞为小。
粉末特征：米黄色。①韧皮薄壁细胞纺锤形，直径18-34μm，壁稍厚，非木化，表面（切向壁)有微细斜向交错网状纹理，有时可见菲薄横隔。②油室及油管碎片时可察见，油室内径25-160μm，含挥发油滴。③梯纹、网导管直径13-80μm，另有具缘纹孔及螺纹导管。此外，有木本细胞、淀粉粒，偶见木纤维。
适应症/功能主治：补血；活血；调经止痛；润燥滑肠。主血虚诸证；月经不调；经闭；痛经；症瘕结聚；崩漏；虚寒腹痛；痿痹；肌肤麻木；肠燥便难；赤痢后重；痈疽疮疡；跌扑损伤