大麻的化学组成十分复杂,主要由类脂物、黄酮类化合物、萜烯、碳氢化合物、非环形大苯酚、生物碱,柠檬酸银和环形大麻酚等构成,其含量完全不能判定,在不同种,甚至同个植株的不同部分都不一样。大麻植物里已知化学物质至少有400多种,其中大麻酚类有60多种,能分离出的有20多种,其共同特征是含有一个多环结构。这些大麻酚(cannabinol)类,即大麻的有效化学成分被简称为大麻素,由于这些大麻素对于生物体的作用是从外界发动的,其源头是植物大麻,因此也被称为外源性大麻素(exocannabinoid)或植物源性大麻素。