现代研究表明，杜仲叶（Eucommiafolium）与杜仲皮有相同的有效成分和药理作用，目前经过分离和鉴定的有机化合物约有70种以上，无机矿物元素不少于15种，大致可分为环烯醚萜类、木脂素类、黄酮类、杜仲胶、苯丙素类、酚类、氨基酸、多糖类、脂肪酸和维生素。
杜仲叶环烯醚萜类化合物
环烯醚萜类化合物性质不稳定，容易氧化分解，在新鲜的杜仲叶中含量较高，现已从杜仲叶中分离得到20多种环烯醚萜类化合物，主要包括车叶草苷、京尼平苷酸、桃叶珊瑚苷、哈帕甙乙酸酯、筋骨草苷、杜仲苷、杜仲醇和雷扑妥苷。
杜仲叶木脂素类化合物
木脂素类化合物包括松脂素、橄榄脂素、二氢脱氢二松柏醇、定向脂醇二葡萄糖苷等27种化合物。其中主要成分为松脂醇二葡萄糖苷（pinoresinoldiglucoside，PDG），具有降血压的作用。
杜仲叶黄酮类化合物
杜仲叶中黄酮类物质含量较高，在抗氧化、抗癌、预防吸血管疾病等方面具有显著效果。目前，已从杜仲叶中发现十几种黄酮，主要有槲皮素、槲皮素苷、紫云英苷、山奈酚、异槲皮甙、芦丁、陆地锦甙等。
杜仲叶杜仲胶
杜仲胶存在于杜仲树不同部位的含胶细胞中，为反式-聚异戊二烯，是一种天然的高分子物质，在杜仲叶中的含量相对较低。
杜仲叶苯丙素类化合物
苯丙素类是形成木脂素的前体，包括香豆酸、松柏酸、二氢咖啡酸、咖啡酸、丁香苷、间羟基苯丙酸、愈创木丙三醇等，目前对于苯丙素类的报道较少，大多集中在绿原酸、香草酸等活性成分方面，对绿原酸的含量和活性研究最多。
杜仲叶多糖类物质和脂肪酸
杜仲叶中的多糖易溶于水，无味，为灰白色粉末，不溶于高浓度的有机溶剂。
杜仲叶氨基酸
杜仲叶中含有15种氨基酸，游离氨基酸极少，主要包括苏氨酸、蛋氨酸、精氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、谷氨酸等，其中精氨酸和组氨酸含量较高。
杜仲叶维生素、微量元素和其他成分
杜仲叶中含有丰富的维生素和胡萝卜素，还含有维生素B2和微量的维生素B1，这与杜仲的抗衰老以及细胞免疫能力息息相关。有15种矿物质元素，包括锌、铜、铁等微量元素和钙、钾、磷、镁等宏量元素。杜仲叶中还含有其他成分，如地芰普内酯、酒石酸、β-谷甾醇、胡萝卜苷等。35种挥发性成分，生物碱葡萄糖乙甙等。