营养价值
牛蒡含有菊粉、纤维素、蛋白质、钙、磷、铁等人体所需的维生素和矿物质，其中胡萝卜素含量比胡萝卜高150倍，蛋白质和钙含量在根茎中最高。牛蒡根含有菊粉和挥发油、牛蒡酸、各种多酚物质和醛类，并富含纤维素和氨基酸。
牛蒡根含有多种人体必需的氨基酸，且含量高，尤其是具有特殊药理作用的氨基酸。例如，具有健脑作用的天冬氨酸占氨基酸总量的25%-28%，精氨酸占18%-20%，并含有钙、镁、铁、锰、锌等人体必需的常量和微量元素。
经济价值
牛蒡茎叶含有挥发油、单宁、粘液、咖啡酸、绿原酸、异绿原酸等。牛蒡果实含有多种化学成分，如牛蒡苷、脂肪油、甾醇、硫胺素、牛蒡酚等。其中，脂肪油占25%-30%，碘值为138.83，可作为工业用油。
药用价值
抗菌效果。牛蒡的全草含有抗菌成分，其中叶子含有最多的抗菌成分，主要针对金黄色葡萄球菌。
降血糖效果。牛蒡子水提取物可显著持续降低大鼠血糖，增加碳水化合物耐受性。
抗衰老和清除氧自由基。在人类生活的正常代谢过程中，会产生——氧自由基，一种对健康有害并促进细胞衰老的物质。它们可以促进色素——的形成和积累，产生脂褐色斑点。体表老年斑的出现表明体内细胞已进入衰老阶段。牛侧根含有过氧化物酶，可增强细胞免疫机制的活性，消除体内氧自由基，防止体内脂褐素色素的形成和积累，抗衰老，为机体抵抗和消除氧自由基提供内部保护环境。
抗癌效果。牛蒡子苷能抑制癌细胞中磷酸果糖酶的活性，牛蒡子苷还具有抗癌活性，牛蒡子苷还具有抗老年痴呆症的作用。现代科学研究结果认为，牛蒡含有黄酮苷类化合物，对恶性肿瘤有一定的抵抗力。它的粗提取物具有选择性毒性。较低的量可以抑制癌细胞的增殖，使肿瘤细胞接近正常细胞。
废水中重金属的去除。牛蒡对金属离子的吸附能力依次为PbCdHgCaZn。
其他功能。牛蒡子苷和牛蒡子苷具有抗肾炎活性，可有效治疗急性进行性肾炎和慢性肾小球肾炎，可用作肾病治疗剂。木质素是牛蒡的主要成分，具有抑制血小板活化因子与血小板结合的作用，可用作血小板活化因子拮抗剂。