黄芩茎叶的主要有效成分是黄芩茎叶总黄酮，主要化学成分包括野黄芩苷、黄芩苷、白杨素-7-O-β-D葡萄糖醛酸苷、芹菜素苷等黄酮类化合物，另外还含黄芩甙元、黄芩甙、汉黄芩素、汉黄芩甙和黄芩新素，还含苯甲酸、β-谷甾醇等。茎叶中含黄芩素甙。
抑制组织多肽抗原
黄酮茎叶总黄酮能够抑制组织多肽抗原、冰醋酸二甲苯所致的急性渗出性炎症及慢性肉芽组织增生。
抑制白血病
黄芩苷对人体T细胞和白血病毒呈抑制作用，其主要机制是抑制白血病病毒的反转录酶。
提高人体的免疫力
黄芩苷锌能够明显促进巨噬细胞的吞噬能力，显著提高血清中溶菌酶的含量，从而提高人体的免疫力。