В плодах тмина содержится эфирное масло, в составе которого имеется лимонен, карвон, дигидрокарвеол, трансдигидрокарвон и многие другие биологически активные вещества, а также кумарины, стероиды, жирное масло, флавоноиды, смолы, воск, протеин, дубильные вещества, микроэлементы (цинк, железо, стронций, медь, молибден, ванадий, марганец, никель).