地骨皮中主要含有生物碱类化合物、苯丙素类化合物、蒽醌类化合物以及有机酸等成分，也有少量黄酮类、萜类及甾醇类化合物存在。
枸杞根生物碱类化合物
地骨皮中含有多种不同结构类型的生物碱成分，主要为酰胺类生物碱、环肽类生物碱、莨菪烷型生物碱和哌啶类生物碱等。其中酰胺类生物碱为主要成分，已分离得到的有地骨皮甲素、地骨皮乙素、枸杞酰胺、反式-N-二氢咖啡酰酪胺、反式-N-阿魏酰基去甲辛弗林、反式-N-咖啡酰酪胺、顺式-N-咖啡酰酪胺、反式-N-阿魏酰酪胺、反式-N-对羟基香豆酰酪胺。环肽类生物碱主要为 Lyciumin A、B、C、D；莨菪烷型生物碱主要为东莨菪碱、阿托品；哌啶类生物碱主要为荞麦碱及6-脱氧头孢菌素除上述成分外，地骨皮中还含有甜菜碱、胆碱、1,2,3,4,7-五羟基-6-氮杂双环[3,3,0]辛烷、1,4,7,8-四羟基-6-氮杂双环[3,3,0]辛烷、色氨酸衍生糖苷、1β-氨基-3β,4β,5α-三羟基环庚烷以及 14 种打碗花精（Calystegine A3、A5、A6、B1、B2、B3、B4、C1、C2、N1、A7、B5，N -Methyl -calystegine B2、N -Methyl -calystegine C1）等生物碱类化合物。
枸杞根有机酸及其酯类化合物
地骨皮中含有丰富的有机酸类化合物，如亚油酸、亚麻酸、蜂花酸、肉桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、对羟基苯甲酸、香草酸、紫丁香葡萄糖苷、地骨皮苷甲、阿魏酸二十八酯、4-甲氧基水杨酸、烟酸、玉米黄素二棕榈酸酯 、(s)-9-羟-10E，12Z-十八碳二烯酸以及(s)-9-羟-10E，12Z，15E-十八碳三烯酸等。潘姝在地骨皮乙醇提取物中分离得到枸杞醇甲、枸杞醇乙，二者为首次在枸杞属中发现的羟烷基阿魏酸酯类化合物。孟令杰等分离得到两种新的天然产物 3,4-二羟基苯丙酸和 3,4-二羟基苯丙酸甲酯。
枸杞根苯丙素类化合物
地骨皮中的苯丙素类化合物有香草醛、异香草醛、滨蒿内酯、莨菪亭、东莨菪苷、Fabiatrin、对羟基香豆素、枸杞木质素 D、枸杞苯丙素 A、(- )- 南烛木脂素酚-4,9'-二 -O- β- D- 吡 喃 葡 萄 糖 苷 、intapilosin I、cedrusin、smiglabrol、lycifurano ne 以及具有抑菌作用的 (+)- Lyonimsinol- 3- alpha- O- bata- D- glucopyranoside 等。
枸杞根蒽醌类化合物
魏秀丽等从地骨皮中分离得到大黄素和大黄素甲醚。李友宾等从地骨皮中分离得到 2-甲基-1,3,6-三羟基-9,10-蒽醌和 2-甲基-1,3,6-三羟基-9,10-蒽醌-3-O-(6'-O-乙酰基)-α-鼠李糖基(1→2)-β-葡萄糖苷。
枸杞根其他化学成分
除上述成分外，地骨皮中还含有柳杉酚、东莨菪素、草酸钙、牛磺酸、北五加皮苷 M、2',5-二羟基-6,7,8,6'-四甲氧基黄酮以及以正十三烷和正三十三烷为主的具有15~33 个碳原子的正烷烃等。