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 中國歷代醫書記載並中醫臨床證明，鹿茸具有壯元陽、補氣血、益精髓和強筋壯骨等醫療保健作用。為了闡明鹿茸的醫療保健作用機理，多年來，中國、前蘇聯和日本等國的學者，對鹿茸的化學成分、藥理作用和臨床應用等做了廣泛研究，取得了巨大成就。雖然至今沒有從鹿茸中分離出新的化合物，但由於與藥理試驗相結合，卻找到了許多活性成分。這些成分主要有：氨基酸、核酸、多胺、鹼基成分、脂質類、芳香族化合物、酶類、維生素、激素、無機元素等百十種。應該說，這些成分都是鹿茸的有效成分。目前，鹿茸中有些成分對人的某種疾病或生理功能的獨特藥理作用已經明瞭，但在病理、生理方面所呈現更多的明顯作用，尚不清楚。這就提示人們，對鹿茸有深人廣泛研究的必要。
鹿茸由水分、有機物和無機物構成，這三種物質在鹿茸中所佔的比例，因鹿的種類、收茸時期和鹿茸的部位不同而不同。
不同鹿種成品鹿茸的水分、有機物和灰分含量（％）
| 鹿茸種類 |
水 分 |
有機物 |
灰 分 |
| 梅花鹿三叉茸 |
12.11 |
63.44 |
24.45 |
| 馬鹿三叉茸 |
11.59 |
61.19 |
27.22 |
不同收茸時期的鮮鹿茸的水分、有機物和灰分含量（％）
| 收茸時期（天數） |
水 分 |
有機物 |
灰 分 |
| 23 |
65.0 |
18.0 |
17.0 |
| 50 |
56.5 |
20.0 |
23.0 |
| 75 |
45.6 |
20.7 |
33.0 |
鹿茸的無機成分
實際上不同收茸時期，關係到鹿茸的老嫩，即骨化程度高低。鹿茸生長天數越少，則含水分越高，而灰分越低。同一支鹿茸不同部位化學成分含量也不一樣，尖部含有機成分多，根部含無機成分多，專家對鹿茸的無機成分進行了測定，如下表。
不同鹿種的成品鹿茸無機元素含量（％）
| 元 素 |
梅花鹿茸 |
馬 鹿 茸 |
雜種鹿茸 |
| 鈣(Ca) |
10.60 |
13.93 |
10.85 |
| 磷(P) |
5.32 |
6.65 |
5.48 |
| 鐵(Fe) |
0.051 |
0.018 |
0.053 |
| 鋁(Al) |
0.01 |
0.05 |
0.002 |
| 銅(Cu) |
0.0007 |
0.0007 |
0.0008 |
| 鋅(Zn) |
0.005 |
0.007 |
0.003 |
| 鋇(Ba) |
0.003 |
0.003 |
|
| 錳(Mn) |
0.002 |
0.002 |
|
| 錫(Sn) |
0.003 |
0.001 |
|
| 銀(Ag) |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
| 鎂(Mg) |
0.25 |
0.31 |
0.23 |
| 鍶(Sr) |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
| 鉛(Pb) |
0.002 |
0.002 |
0.001 |
| 鈷(Co) |
0.001 |
0.001 |
0.001 |
| 鈦(Ti) |
0.002 |
0.008 |
0.01 |
| 釩(V) |
0.005 |
0.005 |
0.001 |
| 鋯(Zr) |
0.02 |
0.07 |
0.07 |
| 硅(Si) |
0.007 |
0.03 |
0.01 |
| 鈉(Na) |
0.43 |
0.32 |
0.38 |
鹿茸的有機成分
鹿茸中含有多種有機成分，這些有機物是鹿茸具有藥理作用的主要物質基礎，有機成分又可分為水溶性、脂溶性和不溶性三大類。
水溶性成分：主要包括氨基酸、多肽和蛋白質、黏蛋白、黏多糖、氨基己糖和葡萄糖。
脂溶性成分：包括磷脂類、糖脂類、固醇類、脂肪酸類、前列腺素、維生素類，以及一些其他脂類物質。
不溶性物質：包括硬蛋白、膠原蛋白等物質。
三種鹿茸的氨基酸含量（%）
| 氨基酸名稱 |
梅花鹿茸 |
馬鹿茸 |
雜種鹿茸 |
| 色 氨 酸 |
0.35 |
0.78 |
2.00 |
| 賴 氨 酸 |
3.38 |
3.70 |
3.43 |
| 組 氨 酸 |
1.34 |
1.69 |
1.04 |
| 氨 |
2.99 |
2.97 |
2.59 |
| 精 氨 酸 |
4.86 |
4.76 |
4.85 |
| 天冬氨酸 |
4.32 |
4.38 |
4.00 |
| 蘇 氨 酸 |
2.02 |
2.04 |
1.81 |
| 絲 氨 酸 |
2.32 |
2.31 |
2.20 |
| 谷 氨 酸 |
7.20 |
6.91 |
6.71 |
| 脯 氨 酸 |
5.84 |
6.02 |
5.63 |
| 甘 氨 酸 |
7.90 |
8.12 |
7.68 |
| 丙 氨 酸 |
4.24 |
4.50 |
4.21 |
| 胱 氨 酸 |
微 |
微 |
微 |
| 纈 氨 酸 |
2.06 |
2.09 |
1.85 |
| 異亮氨酸 |
1.30 |
1.30 |
1.13 |
| 酪 氨 酸 |
1.07 |
0.66 |
1.04 |
| 苯丙氨酸 |
2.00 |
3.50 |
1.53 |
| 蛋 氨 酸 |
0.36 |
0.17 |
0.43 |
| 亮 氨 酸 |
3.27 |
3.43 |
2.97 |
| 總 含 量 |
57.22 |
59.33 |
55.37 |
從上表可見，鹿茸中氨基酸非常豐富，除含有人體不能合成的必需氨基酸如色氨酸、精氨酸和賴氨酸外，甘氨酸。谷氨酸、精氨酸含量為最高，而含硫氨基酸、胱氨酸和蛋氨酸含量較低。
多胺：多胺是鹿茸提取物刺激RNA和蛋白質合成的有效成分之一，其中有腐胺、精瞇和精胺。對同一鹿茸的不同部位多胺含量的測定見下表，鹿茸尖部含有3種多胺的量均高於中部和基部。
鹿茸不同部位多胺含量（微克/克）
| 部 位 |
腐 胺 |
精 脒 |
精 胺 |
| 尖 部 |
0.323—0.546 |
0.776—1.901 |
0.151—0.618 |
| 中 部 |
0.494 |
0.164 |
0.01 |
| 根 部 |
0.157 |
0.095 |
0.002 |
核酸、鹼基成分：鹿茸的核酸和鹼基成分，主要有次黃瞟呤、尿嘧啶、尿、肌酸酐、尿甘、煙酸。梅花鹿茸的次黃瞟呤、尿嘧啶和尿甘含量見下表。
梅花鹿茸正丁醇溶性部分含鹼基成分（%）
| 溶 性 |
抽出回收量 |
次黃嘌呤 |
尿 甘 |
尿嘧啶 |
| 水抽出物 |
24.20 |
|
|
|
| 正丁醇溶性 |
0.75 |
0.0174 |
0.0049 |
0.0114 |
| 50%乙醇抽出物 |
6.75 |
|
|
|
| 正丁醇溶性 |
0.80 |
0.0103 |
0.0345 |
0.0352 |
| 70%乙醇抽出物 |
7.25 |
|
|
|
| 正丁醇溶性 |
1.00 |
0.0178 |
0.0336 |
0.2246 |
脂質類：鹿茸中含有大量的滋補神經組織的脂質成分。王本祥教授從梅花鹿茸沸水抽出物的醚溶性部分進行分析得知，脂肪是由十二烷酸（9%）、十四烷酸（15%）、軟脂酸（14%）、棕桐油酸（22%）、十七烷酸（6%）、油酸（21%）、亞麻酸（8%）、山崳酸（5%）和花生四烯酸（痕量）等組成。從醚溶性組分分離出的甾體化合物有：膽固醇、膽甾-5-烯-3β-醇-7-酮、膽甾-5-烯-3β、7－二醇、膽甾-5-烯-3β－7β－二醇、5-膽甾-7-烯-3-酮、膽甾-3、5－二烯-5a-雄甾烷-l、3－二酮、雌二醇、17β孕酮、睪丸酮、膽固醇十四烷酸酯、膽固醇油酸酯、膽固醇軟脂酸酯、膽固醇硬脂酸酯。
從鹿茸及鹿茸精中分離出滋養神經組織的成分有：蛋白脂質、卵磷脂、腦磷脂、神經節甘脂、糖脂。溶血磷脂酰膽鹼、神經鞘磷脂、磷脂酰膽鹼、溶血磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、雙磷脂酰甘油和磷脂酸。
鹿茸還含有芳香類化合物對羥基苯甲醛和對羥基苯甲酸，以及酶類過氧化氫酶和過氧化物酶。
糖類：鹿茸的總糖含量因加工方法不同而異，白片、血片、未水煮凍干茸、水煮凍干茸、傳統方法加工的原茸、鮮茸，總糖含量分別是：0.32%、0.40%、19.60%、21.75、0.86%和1.50% 。
維生素：鹿茸中的維生素因加工方法不同而不同，以毫克/克計算，白片、血片、未水煮凍干茸、水煮凍干茸的維生素D含量分別是0.03、0.02、0.07、0.07，而維生素E的含量分別為：1.73、1.80、2.61、2.36。尚含維生素A和維生素B2。
激素類：金順丹教授用放射免疫法測定幾種鹿茸的睪酮和雌H醇含量，結果見下表。
幾種鹿茸睪酮、雌二醇含量（皮克/克）
| 激 素 |
梅花鹿 |
馬 鹿 |
雜種鹿 |
| 雌二醇 |
0.5 |
1.3 |
0.4 |
| 睪 酮 |
|
5.5 |
3.1 |
鹿茸中前列腺素的含量（皮克/克）
| 茸 別 |
PGA1 |
PGE2 |
PGF2a |
| 梅花鹿干茸 |
30 |
53 |
40 |
| 馬鹿干茸 |
7.5 |
40 |
25 |
| 雜種鹿干茸 |
10 |
53 |
30 |
| 梅花鹿鮮茸頂部 |
7 |
17.8 |
19 |
| 梅花鹿鮮茸中部 |
9.4 |
22.0 |
16 |
| 梅花鹿鮮茸根部 |
6.7 |
26.5 |
23.4 |
鹿茸的化學成份
一、氨基酸：氨基酸是蛋白質的組成成份，在滋補強壯藥的研究上佔一定地位。鹿茸中含有極豐富的游離氨基酸，達25種（其中8種為人體所必需），尤以牛磺酸、谷氨酸、甘氨酸含量甚高。
二、多肽：鹿茸多肽由68個氨基酸分子組成。
三、多胺：多胺是鹿茸提取物刺激RNA和蛋白蛋合成的有效成分之一。其多胺有：腐胺、精脒和精胺。
四、核酸、鹼基成份：有次黃嘌呤、尿嘧啶、尿、肌酸肝、尿甘、煙酸。其中次黃嘌、尿嘧啶是鹿茸抑制單胺氧化酶（MA）活性的有效成分。
五、脂質類：其中脂肪酸有：十二烷酸、十四烷酸、軟脂酸、棕櫚油酸、十七烷酸、油酸、亞麻酸、花生四烯酸。馬鹿茸中有天然的羥基脂肪酸。甾體化合物有：膽固醇、膽甾-5-烯-3B-醇-7-酮、膽甾-5-烯-3B、7a-二醇、膽甾-5-稀-3B、7B-孕酮、5a-膽甾-7稀-3-酮、膽甾-3、5-二稀-5a-雄甾烷-1、3-二酮雌二醇、17B-孕酮、睪丸酮十四烷酸脂、膽固醇油酸酯、膽固醇軟脂酸酯、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、雙磷脂酰甘油、磷脂酸。
六、芳香類化合物：對羥基苯甲酸。
七、酶類：谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、類溶菌酶。
八、糖類：活性多糖A-2，其抗菌素補體活性很強。
九、維生素：鹿茸含Va、Vb、b、Vb2。
十、無機元素和有機元素：鹿茸裡含有Ca、p、Mg、Na、K、Fe、C、H等元素。
而其中微量元素與酶、輔酶、激素和維生素的活動過程有密切聯繫、由此可見鹿茸具有較好的治療作用。
鹿茸：防癌、壯體、強心、健腦、益壽。
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