牛至含有挥发油、黄酮类化合物、多酚类物质、维生素和矿物质等营养物质。
牛至的挥发油主要成分为香芹酚和百里香酚，具有抗菌、抗炎作用。这类活性成分能抑制多种致病菌生长，对呼吸道和消化道感染有辅助防治效果。挥发油易受高温破坏，建议新鲜牛至低温干燥保存。
牛至含木犀草素、芹菜素等黄酮类物质，具有抗氧化和抗过敏特性。这些成分可清除自由基，减轻炎症反应，对心血管疾病和过敏性疾病有潜在预防作用。干燥牛至的黄酮含量通常高于新鲜叶片。
迷迭香酸和咖啡酸是牛至多酚的主要存在形式，具有抗肿瘤和神经保护作用。实验显示其能抑制癌细胞增殖，并通过血脑屏障发挥神经保护效应。多酚在嫩叶中含量较高，随植株成熟逐渐降低。
牛至富含维生素K和维生素E，前者参与凝血功能，后者具有强抗氧化性。每100克干牛至可满足成人每日维生素K需求的500％，维生素E含量是菠菜的3倍。维生素在阴凉避光环境下更稳定。
牛至含有钙、铁、锰等矿物质，其中铁含量显著高于普通蔬菜。这些元素参与造血、骨骼代谢和酶活性调节，但草酸可能影响矿物质吸收，建议搭配维生素C食物食用提升利用率。
新鲜牛至适合制作沙拉或低温烹调，干燥牛至可长期保存。每日食用量建议控制在5-10克干品或15-30克鲜品，过量可能引起胃肠不适。孕妇及服用抗凝药物者需咨询医师，过敏体质者初次食用应小剂量测试。储存时需密封避光，避免营养成分氧化流失。
