В корнях бадана толстолистного содержатся дубильные вещества, гликозид берегенин, полифенолы, сахара (глюкоза и фруктоза), декстрин. Обладает фитонцидной активностью.

Корни обладают вяжущими, отхаркивающими, кровоостанавливающими, противовоспалительными и антимикробными свойствами, являются профилактикой для большого количества заболеваний, а именно заболеваний дыхательной системы, пневмонии, туберкулёза, коклюша, лёгочных кровотечений, ангины, эрозии шейки матки.