Τα βασικά ενεργά συστατικά του θυμαριού είναι τα πτητικά έλαια (θυμόλη, μεθυλοχαβικόλη, κινεόλη, βορνεόλη), τα φλαβονοειδή (απιγενίνη, λουτεολίνη) και οι ταννίνες. Επίσης περιέχει βιταμίνες του συμπλέγματος Β, Α ,Κ, Ε και C καθώς και φολικό οξύ, σίδηρο, ασβέστιο,κάλιο,μαγνήσιο,μαγγάνιο και σελήνιο. Λόγω της υψήλής συγκέντρωσης σε βιταμίνη C, θεωρείται ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό.
Φυτά και Βότανα τῆς Ἑλληνικῆς Γῆς και Θεραπευτική Χρήση αὐτῶν – Μέρος 9ο – Θυμάρι