子座头部横切面：子囊壳大部陷入子座内，无端突出于子座之外，大小（250－280）μmX（90-150）μm，每一个子囊壳内有多数线形的子囊，大小（120-160）μmX（2.5-4）μm，子囊内有数个具有横隔腊的子囊孢子。
《中华人民共和国药典》2010年版规定：照高效液相色谱法测定，本品含腺苷（C10H13N5O4）不得少于0.010%。
冬虫夏草含粗蛋白25.32%，脂肪8.45%，其中含饱和脂肪酸（硬脂酸）13.0%，不饱和脂肪酸（油酸占31.69%，β-亚油酸68.13%）92.2%。又含虫草酸(cordycepic acid)即D-甘露醇（D-mannitol），维生素A、C、B12，烟酸（nicotinic acid），烟酰胺（nicotinic amide）,麦角甾醇（ergosterol），尿嘧啶（uracil），腺嘌呤（adenine），腺瞟岭核苷（adenine nucleoside），麦角甾醇过氧化物（ergosteroperoxide），胆甾醇棕榈酸酯(cholesteryl palmitate)及水溶性多糖。还含多种微量元素，以磷的含量最高，其次是钠、钾、钙、镁、铝、锰、铜、锌、硼、镍等。子座含次黄嘌呤核苷（hypoxan-thine nucleoside），胸腺嘧啶（thymine），尿嘧啶，鸟嘌呤（guanine）的次黄嘌吟（hypoxanthine）混合物。