В соплодиях хмеля содержится эфирное масло (до 3 %, по другим данным, 0,3—1,8 %[2]), хмелевые смолы, воск, камедь, горькие вещества (16—26 %, по другим данным, 11—21 %[2]), валериановая, n-аминобензойная и хмелевая кислоты, гликозид лупулин, каротин, аскорбиновая кислота, холин, тиамин, никотиновая кислота, жёлтое красящее вещество, дубильные вещества (3
, флавоноиды. Молодые побеги и листья содержат 0,095—0,19 % аскорбиновой кислоты.
Эфирное масло хмеля ароматное, светло- или тёмно-жёлтого цвета, главной составной частью его являются мирцен (30—50
и мирценол. В состав масла входят также линалоол, гераниол, фарнезен, кариофиллен, лупарол, лупаренол, эфиры муравьиной, уксусной, масляной и других кислот.
Хмелевые смолы представляют собой сложный комплекс веществ (смесь фенолов, смоляных кислот и нейтральных смол). Количественное содержание фенолов и смоляных кислот определяет пивоваренную ценность того или иного сорта хмеля. Содержание горьких веществ изменяется в зависимости от сорта хмеля и условий возделывания (климатических и почвенных), а также от сроков уборки. Наибольшее количество горьких веществ наблюдается в начале побурения соплодий.