Lecznicze działanie zioła zawdzięczają substancjom, będącym produktami przemiany materii tych roślin, jak węglowodany, białka, tłuszcze, z których powstają nowe związki. Alkaloidy tworzone przez roślinę należą do związków organicznych (zbudowanych z atomów węgla, wodoru i często tlenu, zawierających azot, nadający odczyn zasadowy), znajdujących się w formie stałej, czasem płynnej, mogą być zabarwione lub bezbarwne, gorzkie w smaku, trudno rozpuszczalne w wodzie, (w przeciwieństwie do rozpuszczalników organicznych).
W połączeniu alkaloidów z kwasami organicznymi powstają sole (najczęściej sole kwasu cytrynowego lub jabłkowego), w takich częściach roślin jak liść, korzeń, kora, owoc lub nasienie i odkładane są też w różnych organach roślinnych. Zawartość alkaloidów wskazuje na dużą toksyczność roślin je zawierających (mocne trucizny). Alkaloidy dzielimy na pochodne: tropanu (np. kokaina), pirydyny (np. nikotyna), chinoliny (np. chinina), izochinoliny (np. papaweryna), indolu (np. strychnina), puryny (np. kofeina) oraz fenantrenu (np. morfina). Należą tu gatunki z rodziny psiankowatych (Solanaceae), makowatych (Papaveraceae), liliowatych (Liliaceae). Alkaloidy wykazują działanie na układ nerwowy, przeciwbólowe, uspokajające, rozkurczowe, moczopędne, wykrztuśne, narkotyczne a także przeciwrobaczycowe.
Flawonoidy pełnią rolę barwników roślinnych, które są rozpuszczone w soku komórkowym, nadają kolor płatkom kwiatowym i owocom. Związki te dzielą się na antocyjany (niebieskie, czerwone i fioletowe) i flawony (żółte) chemicznie podobne. Flawonoidy to pochodne y-pironu, część z nich łączy się z cukrami prostymi (glikozydy flawonoidowe), we fragmencie niecukrowym cząsteczki (aglikonie) znajduje się flawonol, flawon lub izoflawon. Chociaż mają jednolitą budowę odznaczają się jednak dość zróżnicowanym działaniem. Flawony biorą udział w reakcjach utleniania i redukcji, wykazują działanie moczopędne, rozkurczowe, nasercowe i uszczelniające, obniżające ciśnienie krwi, antyseptyczne, uczestniczą w magazynowaniu witaminy C (owoce, pokrzywa, gryka, ruta, kwiaty bzu czarnego). Antocyjany wspomagają trawienie, pełnią funkcję enzymów oddechowych, odkażają drogi moczowe, działają przeczyszczająco i wzmacniająco (owoce czarnej porzeczki, bzu czarnego, wiśni, borówki, buraki ćwikłowe, malwie). Glikozydy mogą występować w nasionach, mogą być silnymi truciznami (glikozydy centurii i goryczek, saponiny pierwiosnka i mydlnicy). Olejki eteryczne-w ich skład wchodzi wiele substancji, przeważnie płynnych węglowodorów (terpeny), aldehydów, alkoholi, estrów, ketonów terpenowych, fenoli, które charakteryzują się lotnością i intensywnym, aromatycznym zapachem. Ich konsystencja jest oleista, mazista, bądź stała, są bez koloru, czasem żółto-zielone, niektóre niebieskie lub brązowe.
Olejki powstają w kwiatach, owocach, liściach, korzeniach, łodydze lub korze, przechowywane są w organach wydzielniczych. Największa ilość substancji gromadzona jest w fazie przed kwitnieniem, w porze przedpołudniowej. Występują w takich roślinach jak różowate (Rosaceae), baldaszkowate (Umbeliformae), wargowe (Labiatae), złożone (Compositae). Olejki przejawiają wpływ drażniący, wykrztuśny (olejek sosnowy, miętowy), moczopędny (olejek pietruszkowy), rozkurczowy, żółciopędny (olejek miętowy) a także uspokajający (olejek walerianowy) i antybakteryjny (olejek sosnowy, miętowy), pełnią rolę wabika na owady. Garbniki to zróżnicowane pod względem budowy związki organiczne, wielofenole, dzielimy je na związki hydrolizujące (np. depsyny) oraz skondensowane (nie hydrolizujące, np. katechiny), które zbudowane są fragmentu cukrowego i niecukrowego (kwas galusowy i pochodne). Garbniki charakteryzują się cierpkim smakiem, działają ściągająco, tworzą z kolagenem (w skórze) trwałe połączenia, ograniczają przepuszczalność błon i krwawienia z naczyń włosowatych (w przewodzie pokarmowym), działają antybakteryjnie (unieczynniają toksyny, wytrącają osady z metalami i alkaloidami), stosowane są też zewnętrznie na rany i oparzenia, do garbowania i wyprawiania skóry.
Najwięcej garbników znajduje się w korze dębu, owocach borówek (czernicy i brusznicy), orzechu włoskim, korze wierzby, herbacie, rdeście wężowniku. Garbniki utrudniają wchłanianie witamin i minerałów, dlatego nie należy ich nadużywać. Śluzy i gumy to wielocukry bezpostaciowe, które w wyniku pęcznienia w wodzie tworzą roztwory koloidalne wykazujące się dużą lepkością. Śluzy zlokalizowane są w komórkach, gumy są następstwem zmian w błonach komórkowych (np. na wiśni i śliwie). Substancje te działają powlekająco w stanach zapalnych błon śluzowych, śluzy łagodzą kaszel. Gorycze są to łagodne substancje nie zawierające azotu, zróżnicowane pod względem struktury, mają gorzki smak, wpływają na produkcję soku żołądkowego, regulują trawienie, charakteryzują się działaniem antyseptycznym i przeciwrobaczym. Do goryczy należą alkaloidy tj. chinina, glikozydy (gencjana), zawarte w krwawniku, bobrku trójlistnym, mniszku, piołunie, dziurawcu, melisie i szałwi, tymianku, estragonie. Są dodatkiem do win i nalewek alkoholowych, które uspokajają i działają wzmacniająco. Antrazwiązki (antraglikozydy) to pochodne antracenu, zawierają grupy hydroksylowe, tworzą wiązania z cukrami prostymi oraz podwójne cząsteczki tzw. dimery.
Znajdują się w korze kruszyny, senesie, aloesie, rzewieniu. Ich działanie opiera się na właściwościach przeczyszczających i krótkim stosowaniu. Azuleny są węglowodorami o cechach przeciwuczuleniowych, przeciwzapalnych, antyseptycznych na bakterie (gronkowce) np. chamazulen znajdujący się w rumianku, piołunie i krwawniku. Fenole należą do słabych kwasów, o budowie zbliżonej do alkoholi, działają przeciwbakteryjnie, wywołują denaturację białka przedostając się przez błony komórkowe, znajdują się w korze dębu, czarnym bzie, arnice. Kumaryny są podobne do flawonoidów i glikozydów, wykazują działanie rozkurczowe, uspokajające, moczopędne, zawiera je rumianek, połonicznik, kasztanowiec. Fitoncydy to substancje roślinne znajdujące się w olejkach eterycznych, działają antybakteryjnie, przeciwgrzybiczo, niszczą pierwotniaki, znajdują się w czosnku, cebuli, pietruszce, chrzanie, kolendrze, selerze, gorczycy, mięcie, koprze, jałowcu. Kwasy organiczne zbudowane są z węgla i grup karboksylowych, zlokalizowane są w łodygach, korzeniach, liściach, owocach i nasionach. Wspomagają trawienie, regulują przemianę materii, zmniejszają fermentację, najczęściej spotykane to kwasy octowy, jabłkowy, mrówkowy, walerianowy.
Saponiny pochodzą od glikozydów, zmniejszają napięcie powierzchniowe cieczy i stopień pienienia. Nieznacznie podrażniają błonę śluzową, pomocne są jako leki wykrztuśne, znajdują się w mydlnicy, nagietku, pierwiosnku, konwalii, kozieradce. Inne substancje czynne to witaminy będące związkami organicznymi zbudowanymi z drobnych cząsteczek i pełniącymi rolę biokatalizatorów w reakcjach biochemicznych przemiany materii. Makro- i mikroelementy stanowią pierwiastki wraz z nieorganicznymi połączeniami, wpływają na ciśnienie osmotyczne, enzymy, biorąc udział w licznych reakcjach nadzorują przemianę materii. Rośliny produkują z dwutlenku węgla i wody cukrowce (cukry proste i wielocukry), które są cennym źródłem pokarmu. Skrobia służy do wyrobu lekarstw (przyśpiesza rozpad tabletek w przewodzie pokarmowym), przyrządza się z niej kleiki w nieżytach żołądka i jelit, pudry i maści. Wielocukier celuloza (błonnik) budujący błony komórkowe roślin, pęcznieje pod wpływem wody, zwalcza stany zapalne jelita grubego.
