1.根部含有芍药苷、牡丹酚、芍药甙、苯甲酸约1.07%、挥发油、脂肪油、树脂、单宁、糖、淀粉、粘液、蛋白质、β-谷甾醇和三萜类。另一个四川生产商含有一种酸性物质，对金黄色葡萄球菌有抑制作用。
2.花含黄芪甙、山柰酚3,7-二葡萄糖甙、大量五倍子单宁（10%以上）、除虫菊酯0.13%、13-基十四烷酸白牡丹β-谷甾醇、二十五碳烷等。叶子含有单宁酸。
3.牡丹含有芍药苷、芍药醇、芍药花素。它还含有苯甲酰芍药苷、白芍药苷、氧基芍药苷、芍药苷元酮。它还含有苯甲酸、β-谷甾醇、五倍子单宁，等等。此外，它还含有挥发油、脂肪油、树脂、糖、淀粉、粘液、蛋白质和三萜类成分。
4.抗炎作用 实验表明，牡丹总苷对预防和治疗大鼠佐剂性关节炎有明显作用，能使大鼠腹腔巨噬细胞产生过多的过氧化氢，白细胞介素-1水平下降，并能使大鼠佐剂性关节炎引起的胸腺分裂反应低下和脾脏淋巴细胞产生白细胞介素-2的能力恢复正常。提示芍药总苷对大鼠佐剂性关节炎有抗炎和功能依赖性免疫调节作用。芍药提取物对大鼠蛋清的急性炎症水肿有明显的抑制作用，对棉球肉芽肿的增殖也有抑制作用。
5.对免疫系统的影响 研究表明，牡丹对巨噬细胞的吞噬功能有增强作用。用50%牡丹煎剂0.8ml/天喂养小鼠5天，与对照组相比，小鼠腹部巨噬细胞的吞噬率和吞噬指数明显提高。每天给小鼠灌服40mg/kg的芍药总苷，也能促进其腹部巨噬细胞的吞噬功能。
实验证明，芍药总苷对腹腔巨噬细胞的吞噬作用有调节作用。牡丹总苷对脂多糖诱导的大鼠腹腔巨噬细胞产生白细胞介素-1有低浓度的促进作用和高浓度的抑制作用，由于白细胞介素-1在免疫调节和慢性炎症性疾病的形成中起着重要作用，可以认为牡丹总苷能调节白细胞介素-1的产生。白细胞介素-1的产生有可能是它发挥免疫调节作用和预防关节炎的机制之一。
研究还表明，牡丹总苷对大鼠腹部巨噬细胞产生的白三烯B4有剂量依赖性的抑制作用，100mg/L的抑制作用与同剂量的非甾体抗炎药氟米沙星相当，但效果较慢。50%的抑制率为0.66mg/L；因此，牡丹总苷的抗炎和免疫调节作用也可能与它们对白三烯B4产生的影响有关。
