胡萝卜的化学成分丰富,其根部含有α-、β-、γ-和ε-胡萝卜素、西红柿烃、六氢西红柿烃等多种类胡萝卜素,以及维生素B1(0.1毫克%)、B2(0.3毫克%)和花色素。此外,还含有糖3~15%,脂肪油0.1~0.7%,挥发油0.014%,伞形花内酯等。挥发油中包括α-蒎烯、莰烯、月桂烯、α-水芹烯、甜没药烯等成分。胡萝卜中还含有咖啡酸、绿原酸、没食子酸、对羟基苯甲酸。经冷藏后,胡萝卜可能产生苦味成分,经分离证明是3-甲基-6-甲氧基-8-羟基-3,4-二氢异香豆精。胡萝卜中还含有一种能降低血糖的成分,可以从干胡萝卜中用石油醚提取。叶部含有大量胡萝卜素,可作为制取胡萝卜素的原料,同时含有木犀草素-7-葡萄糖甙0.01%。地上部分还含有胡萝卜碱和吡咯烷,花部含有花色素、槲皮素和山奈酚。