El aceite esencial de lavanda es una mezcla compleja de muchos tipos diferentes de compuestos aromáticos. La composición y el contenido del aceite esencial de lavanda pueden verse afectados por el proceso de destilación, pero están determinados principalmente por la especie de planta. Existen muchos métodos para analizar la composición química del aceite esencial de lavanda, incluida la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) o el análisis estándar de cromatografía de gases-infrarrojos (GC-IRFT). Los aceites esenciales generalmente se extraen de las flores y hojas de lavanda mediante destilación al vapor, pero la composición química de los aceites esenciales extraídos de las hojas y flores varía mucho porque la mayor parte del aceite esencial se encuentra en las flores. Se utilizó el método C-NMR para estudiar los terpenoides en el aceite esencial de lavanda disponible comercialmente y se determinó que los componentes principales del aceite esencial son linalool, acetato de linalilo, cineol y β-perileno (incluidos cis y trans). terpenoide-4-ol y alcanfor. Debido a los diferentes tipos de lavanda utilizados, su contenido en aceites esenciales será significativamente diferente, lo que determina que tendrán diferentes precios de mercado, diferentes rangos de aplicación y diferentes fragancias. Se aislaron ácido rosmarínico, ácido cafeico, luteolina y luteolina del extracto de lavanda con agua y metanol, y se determinó que sus contenidos mediante cromatografía en capa fina eran 1,16, 0,11 y 0,011 respectivamente.
Tradicionalmente se han analizado los aceites esenciales de las flores de lavanda. El foco de la investigación reciente se ha desplazado al análisis de la "fragancia" de las flores, es decir, sólo se analizan los componentes volátiles en lugar de todos los aceites esenciales. Los resultados típicos del análisis de aroma de estas plantas confirmaron que los aceites esenciales de fumigación francesa y de fumigación de algodón contienen un mayor contenido de alcanfor y tienen efectos repelentes de insectos obvios. El contenido de alcanfor en los aceites esenciales de Lavanda angustifolia y Lavanda serrata es muy bajo (< 2). Las plantas de lavanda que tienen bajo contenido de alcanfor tienden a tener más terpenos (cariofileno) y sesquiterpenos (cariofileno). La ligera diferencia en la fragancia de las diferentes variedades de lavanda se debe a los diferentes componentes de los aceites esenciales, especialmente los componentes y contenidos de linalol, acetato de linalilo y varios sesquiterpenos, que afectarán directamente el efecto de la aromaterapia o sus efectos farmacológicos.