肉苁蓉的化学成分主要有生物碱、黄酮、苯乙基或苯基类糖甙、环烯醚萜甙、D-甘露醇、B-谷甾醇及其葡萄糖甙、琥珀酸、多糖类及K（钾）、Na（钠）、Ca（钙）、Mg（镁）、Fe（铁）、Mn（锰）元素等。
其中不同的成分发挥不同的药理作用。例如：苯乙醇甙可以增强单胺氧化酶的活性，使中枢神经单胺类递质数量增加。半乳糖醇有抑制大脑内水分的吸收及促进肠运动的功能、从而起润肠通便的作用。
◆ 温肾壮阳
肉苁蓉能够促进卵巢孕激素的分泌，增强孕激素和雌激素受体的表达，抑制卵巢及间质的IL-2受体的表达。肉苁蓉能够激活肾上腺释放皮质激素，可增强下丘脑-垂体-卵巢的促黄体功能，提高卵巢对LH的反应性和垂体对LRH的反应性，不影响生殖周期的内分泌平衡。下丘脑内的单胺类神经递质通过垂体和各靶腺对集体各个器官起着调节作用，肉苁蓉能升高下丘脑NA水平和DA/DOPAC比值。NA能促进黄体生成素释放激素。低剂量NA能够易化雄性大鼠的性行为。肉苁蓉苷能够对抗悬挂应激性雄性小鼠的性功能低下，肉苁蓉中含有的Cs-5和（cistanoside）A等能明显增加负荷小鼠舔吻、爬跨、射精、交配等性行为的频率，表明这些物质能提高小鼠的性功能。
◆ 润肠通便
肉苁蓉的水溶液可以提高小鼠小肠的推进功能，增强肠蠕动，抑制小鼠大、小肠对水分的吸收，缩短小鼠的排便时间，能够引起豚鼠回肠条和大鼠胃底条的收缩。肉苁蓉所含的甜菜碱与胆碱结构极为相似，推测肉苁蓉润肠通便的机制与胆碱有关。另有实验表明肉苁蓉润肠通便的有效成分为多糖类和无机离子。
◆ 保肝护肝
罗惠英等实验表明肉苁蓉总苷能明显对抗CCI4 所致的小鼠急性肝损伤血清ALT、AST、ALP水平的提高，能显著降低小鼠血清中AST、ALT活性，降低肝匀浆MDA含量，显著提高小鼠肝脏中的SOD值。表明其对CCL4所致的小鼠急性肝损伤具有保护作用。肉苁蓉水煎液灌服小鼠可拮抗因负重运动而引起的蛋白质的分解，血清尿素氮（BUN）含量明显减少，结果表明肉苁蓉能调整肝脏细胞超微结构，促进蛋白质合成。
◆ 增强免疫功能
肉苁蓉能增强生物体特异性和非特异性免疫功能，显著升高巨噬细胞吞噬指数。肉苁蓉水提液能增加免疫器官（脾脏、胸腺）的重量，升高H3-TdR的掺入淋巴细胞的量，增强小鼠腹腔吞噬能力，提高淋巴细胞的转移率，是巨噬细胞内cAMP 上升，cGMP下降，进而使cAMP/cGMP比值升高。肉苁蓉还能增加小鼠抗体分泌细胞功能，增加脾细胞对绵羊红细胞IgM空斑形成细胞（PFC），与剂量呈正相关，肉苁蓉多糖能增加小鼠脾、胸腺淋巴细胞的增值反应，体外实验表明，肉苁蓉多IL-2的能力，调节小鼠胸腺T细胞。
◆ 抗氧化和延缓衰老
肉苁蓉可延长果蝇的寿命、最高寿命、半数致死天数。肉苁蓉的醇提物能抑制大鼠的肝、肾、脑、睾丸组织过氧化脂质的生成，并呈现出良好的量效关系。张洪泉等实验表明肉苁蓉多糖能够提高小鼠血清、提高脑SOD活力，降低肝脏和血清MDA含量，对D-半乳糖所致衰老有一定的改善作用。肉苁蓉多糖能显著延缓实验性衰老小鼠肺的细胞形态学蜕变和生理性退化。肉苁蓉多糖能显著延长对于臭氧（Ozone，O3）吸入性肺衰老模型中衰老小鼠耐缺氧时间，降低MDA含量，升高血清中SOD的活力，延缓衰老小鼠板层小体、肺细胞线粒体等超微结构的蜕变。肉苁蓉多糖能升高D-半乳糖致衰大鼠肝线粒体膜流动性。肝脏ATP酶活性、呼吸链复合体Ⅱ+Ⅲ、Ⅰ+Ⅲ 活性，降低肝线粒体MDA的含量，降低磷脂酶A2（PLA2）的活性。
徐辉等实验研究表明肉苁蓉水提液、肉苁蓉多糖都不同程度地提高了肝脏Ca2+-ATP酶活性和线粒体没流动性，降低了肝线粒体MDA含量、PLA2活性，证明肉苁蓉不同成份具有抗衰作用。
◆ 促进代谢，强化胃肠消化吸收，增强体力
肉苁蓉水煎液可延长小白鼠游泳时间，降低负荷运动后血清肌酸酶升高幅度。电镜观察显示肌糖原丰富，运动后线粒体体积增大，数目增多，未见空泡状巨线粒体形成。实验表明肉苁蓉能够减少运动后肌肉蛋白分解，增强糖原储备，加快线粒体发生适应性肥大与增生，满足肌肉收缩和康复所需要的能量。周海涛等研究表明肉苁蓉可以减轻血睾酮受高强度运动量的影响，并维持在正常生理水平，可促进蛋白质合成，抑制蛋白质和氨基酸分解，提高运动训练大鼠糖原的储备和血红蛋白含量。
◆ 对脑缺血损伤的保护
脑缺血再灌注时，能够引发兴奋性氨基酸在脑组织中的含量明显增高。这是由于三缺血再灌注时，脑组织中的神经元去极化，神经细胞摄取兴奋性氨基酸的能力严重受损，从而使得细胞外兴奋性氨基酸的含量明显增高。
将SD大鼠经肉苁蓉总苷处理后，建立大鼠脑缺血再灌注模型，观察肉苁蓉总苷对脑组织中氨基酸类神经递质含量的影响。高效液相色谱结果显示，肉苁蓉总苷能够降低SD大鼠脑缺血再灌注后脑组织兴奋性氨基酸一谷氨酸的含量。肉苁蓉总苷对于急性局灶性脑缺血再灌注大鼠所引发的病理过程具有确切的干预作用，其作用机制之一是通过调节大脑皮层兴奋性氨基酸含量来实现的[19]。
此外，松果菊苷也可抑制大鼠脑缺血引起的损伤。能够降低脑缺血导致的海马神经细胞凋亡[20]及组纹状体细胞外液中单胺类神经递质去甲肾上腺素、DA、5-羟色胺、DOPAC、HVA及5-羟吲哚乙酸的含量[21]。
◆ 改善记忆力
肉苁蓉中的苯乙醇苷能降低D-半乳糖致衰模型小鼠的学习、记忆的错误次数，延长记忆潜伏期。肉苁蓉总苷能够改善氢化可的松导致的肾阳虚小鼠学习记忆障碍，防治双侧颈总动脉结扎大鼠认知功能障碍，作用机制与增强自由基清除酶活性，抑制细胞凋亡，防止脂质过氧化反应有关。
◆ 改善帕金森病症。(Parkinson’S disease，PD)
PD是中枢神经系统进行性变性疾病，一旦出现临床症状，其黑质纹状体系统多巴胺神经元已经减少了60％～80％。尽管神经科学家采取包括左旋多巴制剂在内的各种治疗方法，但目前所有的研究都提示无法阻止其进展。肉苁蓉提取物苯乙醇总苷能显著改善MPTP诱导的C57BL／6d~鼠PD模型的行为学特征，增加纹状体内DA的含量及黑质部位酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase，TH)的表达[6]，并且苯乙醇苷能有效抑制MPP+导致的大鼠小脑颗粒细胞活力的下降以及caspase-3和caspase-8的活化[7]。因而具有对抗MPTP诱导的C57BL／6d小鼠PD模型的神经损伤。还有研究表明[8.9]，肉苁蓉的提取物松果菊苷能显著抑MPP+诱导的SH-SYSY细胞的线粒体损伤，防止线粒体自噬，抑制细胞调亡。在对苁蓉总苷胶囊的研究中发现，苁蓉总苷可使MPTP诱导的小鼠PD模型的纹状体TH阳性纤维的平均光密度显著增高，而且能对抗MPTP导致的TH阳性神经元数量减少[10]，表明苁蓉总苷能显著改善PD模型小鼠的神经行为。
松果菊苷也能改善MPTP导致的PD小鼠的行为，增加纹状体DA其代谢产物3，4-二羟基苯乙酸和高香草酸的含量，提高黑质TH的表达，抑制小脑颗粒细胞中caspase-3和caspase-8的活化[11]。此外还发现，松果菊苷对MPTP致小鼠PD模型的行为学障碍具有改善作用，可减少胆绿素还原酶B的过表达[12]，提示其可能通过抗氧化而减少氧化应激导致的胆绿素还原酶B的升高，保护多巴胺能神经元免受氧化应激损伤。
◆ 改善阿尔茨海默病症状(Alzheimer's disease，AD)
AD是一种以进行性认知障碍和记忆力损伤为主要临床表现的中枢神经系统退行性疾病，是痴呆病中最常见的类型。其主要病理变化是p一淀粉样蛋白(amyloid I]-protein，Ap)沉积形成的神经末端外的斑块和tau蛋白过度磷酸化形成的神经元内神经原纤维缠结[13]以及神经元丢失伴胶质细胞增生等[14]。此外，AD患者脑组织中乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)能神经元减少，导致神经递质ACh减少[15]。
利用体外培养的PCI2细胞经Aβ25~35诱导成功建立AD细胞模型，检测不同剂量苁蓉总苷对细胞存活率、乳酸脱氢酶(LDH)释放量和细胞凋亡率的研究中发现，Aβ25～35(20 μmol•L-1)可诱导PCI2细胞膜损伤，使细胞存活率下降、细胞LDH活性增高、细胞凋亡率增加。与模型组相比，苁蓉总苷各剂量组细胞数目显著增多，生长状态明显改善。随苁蓉总苷剂量的增高，PCI2细胞的存活率增高，LDH活性下降，细胞凋亡率降低。提示，苁蓉总苷对Aβ25~35诱导PCI2凋亡细胞具有抑制作用， 且对损伤的神经细胞有保护作用[16]。
在大鼠学习记忆的试验中，苁蓉总苷可减少AD模型动物在跳台实验中的错误次数、学习反应期缩短，升高海马组织SOD和GSH—Px活性、降低MDA含量和AchE活性。可见，苁蓉总苷提高了拟AD样大鼠模型的学习记忆能力，改善认知功能障碍。其作用机制可能是增强自由基清除酶活性，防止脂质过氧化反应，保护了神经细胞膜；降低AchE的活性，增强胆碱能神经功能，改善了学列记忆功能障碍；抑制细胞凋亡，保护神经细胞免受Aβ25～35的损害，逆转AD的病理改变[17]。
在一项用盐酸多奈哌齐对照试验评估肉苁蓉总苷治疗轻、中度AD的有效性和安全性的临床研究中发现，治疗前后简易智能状态检查量表(MMSE)总分自身比较，治疗组及对照组均显示得分升高，说明两药物均能改善轻、中度AD病人的认知功能。B1essed-R0th量表总分前后比较，治疗组和对照组均显示差异有统计学意义，提示肉苁蓉总苷和盐酸多奈哌齐均能显著改善轻、中度AD患者的日常生活能力和精神行为症状。该研究发现1 6周后两组间MMSE评分、B1essed-Roth量表总分比较差异无统计学意义，提示肉苁蓉总苷和盐酸多奈哌齐在改善轻、中度AD病人认知功能和生活能力方面疗效相当[18]。
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