Olejki eteryczne, do których należy olejek imbirowy, zawierają w swoim składzie związki aromatyczne z grupy terpenów. W olejku imbirowym kluczowym składnikiem jest seskwiterpen zingiberen, stanowiący do 45% zawartości olejku, w zależności od metody ekstrakcji i pochodzenia korzenia. Zingiberen wykazuje silne właściwości przeciwzapalne, przeciwwrzodowe, ochronne dla żołądka i przeciwwymiotne. To właśnie dzięki niemu imbir posiada tak wiele zdrowotnych korzyści.
Oprócz zingiberenu, olejek imbirowy zawiera także inne cenne związki, takie jak geraniol (o przyjemnym zapachu i silnym działaniu insektobójczym), citral/neral (o cytrynowym aromacie i właściwościach przeciwbakteryjnych), beta-bisabolen (o działaniu przeciwbólowym i obniżającym ciśnienie krwi) oraz sesquiphellandrene (znany również z korzenia kurkumy, o działaniu przeciwwirusowym i cytotoksycznym).