Các phân tích hoá học cho thấy trong sinh khối của đông trùng hạ thảo có 17 amino acid khác nhau, D-mannitol, lipid, nhiều nguyên tố vi lượng (Al, Si, K, Na v.v..). Quan trọng hơn là trong sinh khối đông trùng hạ thảo có nhiều chất có hoạt tính sinh học mà các nhà khoa học đang phát hiện dần dần ra nhờ các tiến bộ của ngành hoá học các hợp chất tự nhiên. Nhiều hoạt chất này có giá trị dược liệu cao. Trong đó phải kể đến axít cordiceptic, cordycepin, adenosin, hydroxyethyl-adenosin. Đáng chú ý hơn cả là nhóm hoạt chất HEAA (Hydroxy-Etyl-Adenosin- Analogs). Đông trùng hạ thảo còn chứa nhiều loại vitamin (trong 100 g đông trùng hạ thảo có 0,12 g vitamin B12; 29,19 mg vitamin A; 116,03 mg vitamin C, ngoài ra còn có vitamin B2 (riboflavin), vitamin E, vitamin K…)