主要成分是苦藏花素(C16H26O7)。着色物质为藏花素(C44H64O26•H2O)。化学成分含番红花甙-1,2,3,4(crocin-1~4)、番红花苦甙(picrocrocin)、番红花酸二甲酯(crocetin dimethyl ester)、α-番红花酸(a-crocetin)番红花醛(safranal)、挥发油等。
其柱头含多种胡萝卜素类化合物,含量约2%,其中分离得番红花甙(crocin)-1、番红花甙-2、番红花甙-3、番红花甙-4、反式和顺式番红花二甲酯(trans-,cis-crocetin dimethyl ester)、α-,β-胡萝卜素、α-番红花酸(α-crocetin)、玉米黄质、番茄红素、番红花苦甙(picrocrocin)。另含挥发油 0.4%~1.3%,油中主要含番红花醛(safranal),为番红花苦甙的分解产物,其次含桉油精、蒎烯等;
此外含异鼠李素、山柰素及维生素B1和维生素B2。