В корнях одуванчика содержатся: полисахарид инулин, количество которого увеличивается к осени и уменьшается к весне, горький гликозид тараксацин, тритерпеновые соединения (тараксол, тараксастерол, тараксерол, гомотаксастерол, псевдотараксастерол, β-амирин) и стерины (β-ситостерин и стигмастерин), белковые вещества (до 15 %), апигенин, аспарагин, каучук (2-3 %), сахара, органические кислоты, эфирное масло, смолы, слизи, тирозиназа; витамины — А, В1, B2, C, ниацин, никотинамид, холин, различные каротиноиды (тараксантин, флавоксантин, лютеин, виолаксантин), флавоноиды, воск; минеральные вещества — калий и кальций, жирное масло, состоящее из глицеридов линолевой, пальмитиновой, олеиновой, мелиссовой и церотиновой кислот, дубильные вещества. В корнях одуванчика лекарственного находятся горькое вещество лактукопикрин, разлагающееся на n-оксифенилуксусную кислоту и сесквитерпеновый лактон лактуцин. Имеются амирин, тараксерол и кислоты — кофейная, Р-кумаровая и церотиновая, тритерпеновые спирты: арнидиол, фарадиол.

Корень одуванчика лекарственного используют в качестве горечи, улучшающей аппетит и пищеварение, при хронических заболеваниях желудка и кишечника (гастритах, язвенной болезни желудка, атонических запорах), болезнях печени, селезенки, холецистите, желтухе, желчнокаменной и почечнокаменной болезнях, подагре, геморрое, лимфаденитах различной этиологии, аллергических заболеваниях (крапивница, дерматит), бессоннице, неврозах, авитаминозе, атеросклерозе, малокровии, туберкулезе легких, водянке, некоторых болезнях кожных покровов (экземе, фурункулезе и др.). Корень также используют как противовоспалительное, жаропонижающее, потогонное, лактогонное, сахаропонижающее, ранозаживляющее.