Los constituyentes más importantes de este árbol son: pigmentos flavónicos, flavonas (luteolina) y una chalcona (la olivina), colina, derivados triterpénicos abundantes (sobre todo el ácido oleanólico), un heterósido amargo (la oleuropeina u oleuropeósido) . Está acompañado de otros heterósidos, en particular de un cromogeno (el verbascósido u orobancósido). También posee alcaloides de la quinquina (cinchonina, cinchonidina, etc.) materias minerales (calcio, fósforo, magnesio, sílice, azufre, potasio, sodio, hierro, cloro), taninos, manitol, ácidos orgánicos (málico, tártrico, glicólico, láctico, etc.).
La Agencia Europea del Medicamento (EMA) aprueba el uso tradicional de la hoja de olivo para promover la eliminación urinaria de agua en casos de retención de líquido, una vez descartada la existencia de patologías graves por parte de un médico.