植物精油的成分较为复杂，主要由萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物等组成。萜类化合物是精油中最常见且含量最高的成分，根据碳原子数目的不同可分为单骥类、双萜类和倍半萜类等。杜松、丝柏、薄荷、广藿香、洋甘菊、柑橘属类等精油中一类化合物含量较多。芳香族化合物在精油比例中位于第二，主要包括芳源类和苯丙烷类两类衍生物。精油中常见的芳香类化合物包括姜黄烯、百里香酚、肉桂醛等，常见于百里香、肉桂等精油中。脂肪族化合物在植物精油中含量不多，常见于苦橙花、薰衣草、茉莉等精油中。含硫化合物一般含量很少，多存在于辛辣刺激类精油中。
植物精油中许多化合物成分已发现有抗氧化、消炎抑菌、美白等功效。比如100 μL/mL的γ-松油烯对DPPH自由基的清除率达到75.8%,抗氧化指数达到94.8%,对氧化损伤细胞具有保护作用，可以提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)的活力。柠檬烯在二甲苯导致小鼠耳肿胀实验中表现出良好的抗炎效果。香芹酚可抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的活性。α-蒎烯和樟脑能够抑制促炎性因子TNF-α的释放和NF-κB转录而减弱炎症反应。肉桂醛可以通过作用酪氨酸酶的活性位点抑制其活性，减少黑色素含量，还能够使细菌失活。
机体衰老最能在皮肤组织上得以反映，皮肤出现松弛且下垂是皮肤衰老的主要体现。皮肤是由角质层、真皮层以及皮下组织构成，其中角质层是皮肤最外层的保护，主要由角质形成的细胞构成。在角质形成细胞中含有大量的SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶以及基质金属蛋白酶(MMP)等多种控制细胞衰老、凋亡的介导因子。SOD是生物体内的一种活性酶，可以去除新陈代谢过程中产生的废物，若细胞内SOD活力提高，可以减缓皮肤老化。CAT是一种酶促清除剂，它可以促进过氧化氢的分解，清除多余的过氧化氢，是生物防御系统中的一种关键酶。GSH-Px是参与催化分解过氧化氢的重要酶之一，可以减少体内多余的自由基，抑制紫外线照射带来的老化。MMP不仅可以降解基质中的纤维胶原，也会在胶原重塑的过程中发挥作用。
