Соцветия ромашки содержат эфирные масла и другие терпены, фенольные соединения (флавоноиды, кумарины и фенольные кислоты), органические кислоты, полисахариды, стерины, минеральные соединения, витамин С. Содержание различных соединений в растении зависит от генетических и экологических факторов.
Высушенные соцветия ромашки содержат до 2 % эфирных масел, до 50 % фенольных веществ и 10–26 % минеральных веществ, среди которых калий, кальций, магний присутствуют в самых высоких концентрациях. Цветки также содержат проазулены, такие как матрицин и матрикарин, которые при паровой дистилляции могут давать синий цвет.
В экстрактах M. chamomilla преобладают фенольные соединения, включая фенольные кислоты (хлорогеновая, фенольная), флавоноиды (апигенин, лютеолин, кверцетин), кумарины (герниарин, умбеллиферон) и полиацетилены. Причем наиболее важными соединениями являются бисаболол и его оксиды А и В, хамазулен и β-фарнезен. На этот состав влияют несколько факторов, таких как географические регионы и окружающая среда, сорта растений. Такие компоненты, как α-бисаболол и циклические эфиры, обладают противомикробным действием, умбеллиферон обладает фунгистатическим (противогрибковым) действием, тогда как хамазулен и α-бисаболол обладают антисептическими и противовоспалительными свойствами. Бисаболол присутствует и в других растениях, но в ромашке его количество самое высокое.
Фармакологические экспериментальные исследования показали, что препараты ромашки обладают широким спектром биологической активности: антиоксидантное, противовоспалительное, противомикробное, противопаразитарное, спазмолитическое, противоязвенное, ранозаживляющее и вяжущее действие; вызывают умеренный снотворный и иммуностимулирующий эффекты, умеренное седативное действие (экспериментальные исследования на животных).
Антиоксидантные свойства ромашки не являются ее основными. Так, экспериментально установлено, что они гораздо слабее, чем у некоторых других лекарственных и кулинарных растений; например, они значительно ниже, чем у мяты и душицы.
Противовоспалительная активность экстрактов M. chamomilla на иммунных клетках в эксперименте повышала выработку противовоспалительных цитокинов (IL-10), а также снижала активность клеток воспаления и количество биоактивных воспалительных молекул, происходила стабилизация мембраны эритроцитов (красных клеток крови) человека.
Кроме того, M. chamomilla продемонстрировала гастропротекторное действие за счет бисаболола против алкогольного язвенного повреждения слизистой оболочки желудка крыс.