En la composición química de los bulbos del ajo están presente grasas, azúcares, celulosa, pectinas, mucílagos, fibras, ácidos solubles, péptidos y proteínas. Además, algunas sales minerales, entre las que se encuentran sodio, yodo, potasio, cobalto hierro, calcio, fósforo, azufre zinc, cromo, magnesio, cobre y compuestos radioactivos de uranio, en variadas proporciones, según las características de los suelos donde se realice el cultivo. Análisis de laboratorios han comprobado la existencia en el ajo de determinadas hormonas, ácido nicotínico, vitaminas A, B1, B2, C, biotina y aceites esenciales, entre ellos, el glucósido inactivo alina, que por acción de la enzima alinasa se transforma en alicina.
La alicina es una sustancia sulfurada e inodora, cuyos fermentos provocan el lagrimeo por la inhalación de su aroma. A diferencia de los antibióticos de síntesis, que, junto a las bacterias nocivas, destruyen las que son útiles al organismo, la alicina y otras sustancias activas del ajo actúan únicamente contra los agentes patógenos, reforzando de forma simultánea el tono general del organismo en vez de debilitarlo.