药理学现代研究结果中，青海冬虫夏草含有虫草酸约7%，糖类28.9%，脂肪约8.4%，蛋白质约25%。冬虫夏草中82.2%为不饱和脂肪酸，此外，尚含有维生素B12、麦角脂醇、六碳糖醇、多种生物碱等。
据医学科学分析，虫草体内含虫草酸。维生素B12、脂肪、蛋白等。虫草性甘、温平、无毒，是著名的滋补强壮药，常用肉类炖食，有补虚健体之效。适用于治疗肺气虚和肺肾两虚、肺结核等所致的咯血或痰中带血、咳嗽。气短、盗汗等，对肾虚阳痿、腰膝酸疼等亦有良好的疗效，也是老年体弱者的滋补佳品。
冬虫夏草首次记载使用是清代吴仪洛《本草丛新》，书中认为冬虫夏草性味甘，温。功能补肺益肾，化痰止咳。可用之于久咳虚喘，产后虚弱、阳痿阴冷等“虚” 的病症。据研究：冬虫夏草主要含有冬虫夏草素、虫草酸、腺苷和多糖等成分;冬虫夏草素能抑制链球菌、鼻疽杆菌炭疽杆菌等病菌的生长，又是抗癌的活性物质，对人体的内分泌系统和神经系统有好的调节作用;虫草酸能改变人体微循环，具有明显的降血脂和镇咳祛痰作用;虫草多糖是免疫调节剂，可增强机体对病毒及寄生虫的抵抗力。
相关考证
冬虫夏草始载于《本草从新》，曰：“四川嘉定府所产者最佳。云南、贵州所出者次之。冬在土中，身活如老蚕，有毛能动，至夏则毛出土上，连身俱化为草。若不取，至冬则复化为虫。” 《本草纲目拾遗》对其记载尤详：“夏草冬虫，出四川江油县化林坪，夏为草，冬为虫，长三寸许，下跌六足，屉以上绝类蚕，羌俗采为上药。”并引《七椿园西域闻见录》云：“夏草冬虫生雪山中，夏则叶歧出类韭.根如朽木，凌冬叶干，则根蠕动化为虫。”又引《柳崖外编》云：“冬虫夏草，一物也。冬则为虫，夏则为草，虫形似蚕，色微黄，草形似韭，叶较细。”综合上述文献对其形态的描述和产地、生境的记述，并参照《植物名实图考》之附图，可以确定，麦角菌科虫草属真菌冬虫夏草菌及其寄生的复合体是传统的药用冬虫夏草。然《本草纲目拾遗》又载：“《四川通志》云：冬虫夏草出里塘拨浪工山，性温暖，补精益髓。”据《新华本草纲要》考证，此处所说的冬虫夏草，是凉山虫草Cordyceps liangshanensis Zang，Hu et Liu，为川西以及滇东北一带所用的冬虫夏草代用品，说明古代所用冬虫夏草，存在异物同名问题。
冬虫夏草属于真菌门，子囊菌纲，肉座菌目，麦角菌科，虫草属。冬虫夏草是药用名;在中国，冬虫夏草种类虽然很多，但是入药的就有两种，一种叫做冬虫夏草菌，一种叫做北冬虫夏草菌。北冬虫夏草是用大米、活体蚕蛹做培养基，在试管内模拟野生虫草菌生长时所需要的营养和生长条件，培植出的虫草，药用价值与野生相同。
虫草素的作用机理，是对小鼠肿瘤细胞系细胞的增殖有很强的抑制作用，虫草素可渗入到RNA中，在细胞内可磷酸化为3ˊ--ATP，因而势必导致mRNA吸收和成熟障碍，影响蛋白质的合成，从而达到抑制肿瘤的作用。虫草素对人的鼻、咽癌(KD)细胞有很强的抑制作用。
临床上使用虫草素多为辅助治疗恶性肿瘤，症状得到改善的在91.7%以上;主要用于鼻癌、咽癌，肺癌，白血病，脑癌以及其他恶性肿瘤的患者。北冬虫夏草中虫草酸的含量为3.09克，野生的虫草为5.54克，虫草酸是一种D-甘露醇，甘露醇能提高血浆渗透压，导致组织内的水分进入血管内，从而减轻组织水肿，补充血浆。
虫草酸多用于脑水肿，防治急性肾功能衰竭，有调节心、脑、血管的作用，促进人体的新陈代谢、改善人体的微循环、降血脂、降血压。
虫草多糖的药理试验证明：虫草多糖具有抗肿瘤、抗传染病的功效、增强性功能、补肾壮阳、益精气、防止衰老、延年益寿;对老年人慢性支气管炎、肺源性心脏病有显著的功效。能提高肝脏的解毒能力，起到扶肝的作用。降血糖、降血脂，贫血的患者用于补血，增强脾脏的营养性血流量，虫草多糖、生物活性强，适应性广，还具耐缺氧、镇痛、镇静的作用。
西药药理
药理学现代研究结果中，青海冬虫夏草含有虫草酸约 7%，糖类28.9%，脂肪约8.4%，蛋白质约25%，脂肪中82.2%为不饱和脂肪酸，此外，尚含有维生素B12、麦角脂醇、六碳糖醇、生物碱等。据医学科学分析，虫草体内含虫草酸。维生素B12、脂肪、蛋白等。现代医学临床研究表明，冬虫夏草吞噬肿瘤细胞的能力是硒的4倍，冬虫夏草所含虫草素能明显增强红细胞粘附肿瘤细胞的能力，抑制肿瘤生长和转移，能明显提升白血球和血小板数量，迅速改善放化疗后的呕吐恶心、胃口差、头发脱落、失眠等症状。在中国，冬虫夏草生长于海拔4200高的西藏那曲地区，由于其天然虫草素含量较高，因此抗癌效果更为显著。在美国，已将冬虫夏草列为抗肿瘤新药，进入临床三期。
中医药理
冬虫夏草首次记载使用是清代吴仪洛《本草丛新》，书中认为冬虫夏草性味甘，温。功能补肺益肾，化痰止咳。可用之于久咳虚喘，产后虚弱、阳痿阴冷等“虚”的病症。据研究：冬虫夏草主要含有冬虫夏草素、虫草酸、腺苷和多糖等成分;冬虫夏草素能抑制链球菌、鼻疽杆菌炭疽杆菌等病菌的生长，又是抗癌的活性物质，对人体的内分泌系统和神经系统有好的调节作用;虫草酸能改变人体微循环，具有明显的降血脂和镇咳祛痰作用;虫草多糖是免疫调节剂，可增强机体对病毒及寄生虫的抵抗力。相关考证冬虫夏草始载于《本草从新》，曰：“四川嘉定府所产者最佳。云南、贵州所出者次之。冬在土中，身活如老蚕，有毛能动，至夏则毛出土上，连身俱化为草。若不取，至冬则复化为虫。”《本草纲目拾遗》对其记载尤详： “夏草冬虫，出四川江油县化林坪，夏为草，冬为虫，长三寸许，下跌六足，屉以上绝类蚕，羌俗采为上药。”并引《七椿园西域闻见录》云：“夏草冬虫生雪山中，夏则叶歧出类韭.根如朽木，凌冬叶干，则根蠕动化为虫。”又引《柳崖外编》云：“冬虫夏草，一物也。冬则为虫，夏则为草，虫形似蚕，色微黄，草形似韭，叶较细。”综合上述文献对其形态的描述和产地、生境的记述，并参照《植物名实图考》之附图，可以确定，麦角菌科虫草属真菌冬虫夏草菌及其寄生的复合体是传统的药用冬虫夏草。然《本草纲目拾遗》又载：“《四川通志》云：冬虫夏草出里塘拨浪工山，性温暖，补精益髓。”据《新华本草纲要》考证，此处所说的冬虫夏草，是凉山虫草Cordyceps liangshanensis Zang，Hu et Liu，为川西以及滇东北一带所用的冬虫夏草代用品，说明古代所用冬虫夏草，存在异物同名问题。冬虫夏草(《本草从新》)
服用方式影响药效
专家指出，常温生服才是冬虫夏草最具药用价值的食用方式。冬虫夏草高温加热、炖煮时会造成冬虫夏草中很多重要精华成分的损失破坏，功效明显降低。而且这些方式吃起来也极不方便，难以坚持。
冬虫夏草对人体起作用必须具备两个条件：第一必须有足够数量的菌丝，第二不得含对人体有害的杂质。经过大量的临床研究发现，要达到治疗效果，必须服用足够的数量，每天3至5克。