Η άγρια ρίγανη διαθέτει έναν μακροσκελή κατάλογο συστατικών. Είναι πλούσια σε πτητικά έλαια, στερόλες και φλαβονοειδή. Περιέχει βήτα καροτίνη, βιταμίνη C, Ε, Κ, Α, μαγγάνιο, μαγνήσιο, ασβέστιο, ψευδάργυρο, κάλιο, νιασίνη, φώσφορο και σίδηρο. Περιέχει, επίσης λουτεΐνη, ζεαξανθίνη, κρυπτοξανθίνη, πινένιο, λιμονένιο, οκιμένιο, καρυοφυλλένιο και ουρσολικό και ροσμαρινικό οξύ.
Το έλαιο της άγριας ρίγανης περιλαμβάνει δύο κύριες ουσίες, την καρβακρόλη (5-isopropyl-o-cresol, 5-isopropyl-2-methylphenol - C10H13OH) και τη θυμόλη (6-isopropyl-m-cresol - C10H14O), στις οποίες αποδίδονται οι σχυρές αντιοξειδωτικές και αντιβακτηριακές δράσεις της. Αυτές οι δύο φαινολικές ενώσεις δρουν συνεργατικά, και αναστέλλουν την ανάπτυξη πολλών επιβλαβών βακτηρίων.
Χάρη στην καρβακρόλη, η άγρια ρίγανη μπορεί να αντιμετωπίσει μία σειρά από λοιμώξεις και μύκητες, και ορισμένες παθήσεις όπως η δυσπεψία, η καντιδίαση, η διάρροια, τα τσιμπήματα εντόμων και τα συμπτώματα της βρογχίτιδας (κυρίως για τις αντισπασμωδικές της δράσεις). Η θυμόλη μπορεί να συμβάλλει, επίσης, στον περιορισμό της ανάπτυξης παθογόνων βακτηρίων όπως η σαλμονέλα και ο σταφυλόκοκκος, και διάφορα είδη μυκήτων όπως ο ασπέργιλλος και ο κρυπτόκοκκος.
Εργαστηριακές δοκιμές έχουν καταδείξει την αποτελεσματικότητα της άγριας ρίγανης κατά της νόσου του πρωτοζωικού παρασίτου Giardia lamblia, μεγαλύτερη και από αυτή των κοινών συνταγογραφούμενων φαρμάκων. Η λαμβλίαση είναι λοίμωξη του εντέρου που μπορεί να προκαλέσει οξεία διάρροια (υδαρείς κενώσεις), κράμπες κοιλίας, αέρια, μετεωρισμό, ναυτία ή έμετο, και απώλεια βάρους.