Các thành phần hóa học quan trọng nhất của nghệ là một nhóm các hợp chất được gọi là curcuminoid, trong đó bao gồm curcumin (diferuloylmethane), demethoxycurcumin, và bisdemethoxycurcumin. Hợp chất được nghiên cứu nhiều nhất là curcumin, tạo thành 3.14% (theo lượng trung bình) bột nghệ.[14] Ngoài ra còn có các loại tinh dầu quan trọng khác như turmerone, atlantone, và zingiberene. Một số thành phần khác là các loại đường, protein và nhựa.[5]

Củ nghệ chứa khoảng 5% tinh dầu và đến 5% curcumin, một dạng polyphenol. Curcumin là hoạt chất chính trong củ nghệ, với ký hiệu C.I. 75300, hay Natural Yellow 3. Tên hóa học của nó là(1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadien-3,5-dion.