Луковицы содержат азотистые вещества (до 2,5 %), различные сахара (10 — 11 %) (глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу), полисахарид инулин, фитин, флавоноид кверцетин и его глюкозиды, жиры, различные ферменты, соли кальция и фосфора, фитонциды, лимонную и яблочную кислоты, витамины A (3,75 мг%), B1 (60 мг%), B2 (50 мг%), PP (0,20 мг%), C (10,5—33 мг%), а также эфирное масло с резким особым запахом, раздражающим слизистые оболочки глаз и носа.
Главной составной частью эфирного масла являются дисульфид и другие сульфиды.
Репчатый лук выделяет особые летучие вещества — фитонциды, убивающие инфузорий, грибы и патогенные бактерии. Летучие фитонциды уничтожают дифтерийную и туберкулезную палочку.
Свежий лук усиливает аппетит, способствует повышенному выделению пищеварительных соков, стимулирует выработку спермы, возбуждает половое влечение и ускоряет менструации, обладает хорошо выраженным мочегонным свойством и употребляется для лечения водянки.