В корнях обнаружены алкалоиды и флавоноиды. В надземной части растения содержатся алкалоиды: пахикарпин, матрин (софокарпидин), софорамин, гобелин, софобензамин. В стеблях содержатся алкалоиды и флавоноиды; в листьях - алкалоиды: пахикарпин, софокарпин; флавоноиды. Соцветия содержат алкалоиды: пахикарпин, флавоноиды. В семенах обнаружены алкалоиды: софокарпин, матрин, цитизин, N-окись матрина, софорамин; а также флавоноиды (0,44%). Надземные и подземные части вексибии содержат значительное количество органических кислот. Сумма органических кислот в различных частях растения (стебли, листья, корни) колеблется от 3,8 до 12,6%. Растение содержит органические кислоты: лимонную, винную, яблочную, молочную, щавелевую, янтарную, фумаровую и др. Содержание лимонной кислоты в стеблях до бутонизации 3,4%, в начале цветения 8,4%, в период плодоношения 5,1%; в листьях соответственно 3,9; 7; 9,2%, а в корнях - 2,3, 5,1, 4,1%. Наибольшее количество лимонной кислоты обнаружено в листьях растения в период плодоношения, а в стеблях и корнях ее содержание уменьшается. Вексибия может быть использована в качестве сырья для получения лимонной кислоты. В корнях содержатся красящие вещества фенольного характера. В семенах обнаружено 3-6% эфирного масла.