全蝎体内含有蝎毒（Buthotoxin）、三甲胺、甜菜碱、硫磺酸、棕搁酸、软硬脂酸、胆甾醇及铵盐、卵磷脂，还含有苦味酸赅（为与蝎毒同存于毒腺中的柱状苦味酸盐）等化合物和混合物。此外，尚含有蝎酸钠盐。蝎子油中含有棕榈酸17.33%、硬脂酸6.63%、油酸39.07%、亚油酸9.73%、亚麻酸3.40%、山嵛酸1.17%等脂肪酸，是以饱和脂肪酸为主的酸性成分。此外，全蝎尚含多种无机元素，以中国最常见的东亚钳蝎为例，主要有砷0.0051、钡0.039、铋<0.015、镉0.003、铬0.011、铜1.07、铁3.10、汞0.001、锰0.16、铅<0.033、锡<0.015、锶0.08、锌5.36、钙11.9、镁7.91、钾34.0、钠606、铝1.85、硅<0.01、磷50.5（μg/g）。
作为主要部分的蝎毒主要由蛋白质和非蛋白质两部分组成，其主要活性成分是蛋白质，活性蛋白质按作用不同又分为毒性蛋白（蝎毒素）和酶。其中蝎毒素对于蝎毒起决定性作用，该毒素是一类由20-80个氨基酸组成的含有C、H、O、N和S等元素的毒性蛋白，具体组成因毒蝎品种而异，如蝎毒素ITX的化学组成为：C：45.58%、H：5.85%、N：15.21%、S：28.8%-29.2%。毒素有很高的专一性，含硫量高，分子量6000-9000，但也有3000左右或大于10000。非蛋白质成分主要有赖氨酸、三甲酸、甜茶碱、牛磺酸、甘油酯、硬脂酸、胆甾醇、棕桐酸及胺盐等，并含有较少的透明质酸和游离己糖胺等。其可能的作用包括保持蝎毒素的稳定性及其生物活性，防止动物组织液的降解，协同蝎毒素与其受体蛋白的结合等。雌性全蝎及其药用部位药材质量和微量元素含量均明显优于雄性全蝎，蝎尾的镇痛和毒性作用与宏量和微量元素含量无关。
据估计蝎毒腺中大约有100000种不同生物活性的多肽，已发现的不到300个：150多个Na+通道毒素，80多个K+通道毒素，近20个Cl-通道毒素，几个Ca2+通道毒素。从这些已知蝎毒中分离出数十种蝎毒素单体。其中酶部分主要有磷酸脂酶A2、乙酰胆碱脂酶、透明质酸酶等组成。透明质酸酶是一种水解黏液性透明质酸的酶，它使细胞之间的透明质酸发生水解，细胞间出现空隙，蝎毒中的其他组分就可以顺利地进入机体内部。透明质酸酶本身是无毒的，但它能促进毒素的作用。磷脂酶A2能使卵磷脂分解成溶血磷脂酰胆碱，后者可导致细胞溶解，所以有间接溶血作用，是间接溶血毒，蝎毒中的细胞毒素可以增强此酶的活性。已经从从蝎毒中大约分离纯化出几十种酶类，但就一种蝎毒来说，一般仅有1-2种，多者可达3-5种。 有人采用高效反相液相色谱法观察来源于钳蝎科中不同亚科及属的7种蝎毒的蛋白/多肽图谱，通过比较蝎毒间的差异，对制定相应质量标准有着重要意义。如采用HPLC法获得蝎毒的指纹图谱，并测定可影响蝎毒质量的蝎淋巴液和可能用于掺伪的3种蛇毒的图谱，为蝎毒及其制剂的进一步开发应用提供有价值的实验依据。而且，通过研究10种蝎神经毒的图谱，以及蝎毒在溶液中的相对构象，毒素CD谱个体间的相似性,与它们顺序相似程度及药理特异性，可以对蝎毒进行初步鉴定，其中，构象平衡可能是毒素进化和靶组织识别的重要因素。
如利用液相色谱/电喷雾离子化质谱法（LC/ESIMS）对蝎毒二级提取物有效成分及分子量进行分析，从蝎毒二级提取物的HPLC色谱图中的峰，提取各组分的总离子流图的质谱图进行结果分析，可以对蝎毒进行定性。而且此方法分离效果好，分子量定量准确。
动物类药材由于成分复杂，特别是经储存一定时间后，其蛋白质变性较严重，普通电泳鉴定较困难，利用HPCE法具有速度快、分辨力强、重现性好等特点。有人利用双向琼脂扩散法进行蝎毒素鉴别实验，经加样、染色后发现含蝎毒的琼脂板上出现清晰的免疫扩散图谱。
由于蝎毒的主体就是蛋白质，可利用蛋白质抗原的特异性和抗体的高度选择性原理，利用抗蝎毒血清与被检测样品稀释液、对照蝎毒稀释液之间有无沉淀来测定蝎毒的含量。 蝎毒素是由20-80个氨基酸残基构成的小分子蛋白质，其分子量小，结构中含有稳定的以半胱氨酸为中心的α/β模体，即一个α螺旋通过2对二硫键与1个反向平行β片层相连接。作用于钾离子通道的多肽蝎毒素的氨基酸序列已被测定，它们的分子中含3-4对二硫键。以这3对二硫键为基础的共同特征序列为-CXXXC-，-GXC-，-CXC-（其中X表任意一种氨基酸），它们分别以1-4，2-5和3-6的方式配对。而在含有4对二硫键的配对方式为1-5，2-6，3-4和7-8。其立体结构呈紧密球形。以来源于以色列金蝎（Leiurusquinquestriatus hebraeus）的蝎毒素charybdotoxin为例，它含有37个氨基酸残基，由3个反向平行的β片层与一个短的α螺旋通过3对二硫键形成稳定的三维结构；从该类蝎中获得的另一种蝎毒素scyllatoxin，含1个α螺旋及1个反向平行的β片层，分子内含有3对二硫键；来源于中东金蝎（Scorpio maurus palmatus）的蝎毒素maurotoxin也具有类似的结构。模体中α螺旋的长度在不同毒素中有一定的差异。β片层由2个或3个β链组成，链2和链3形成一个反向平行的β片层。
通过对钠通道毒素的功能结构域（functional domains）的研究，发现它的三维空间结构具有1对芳香族氨基酸残基（Trpl0和Phel7）及带正电荷的残基（1ysB、Arg18、Lys62和Arg64），该结构中起着非常重要的作用，包括引导与钠通道相作用，毒素的空间结构排列和钠通道识别过程中电位的形成。
蝎氯毒素的空间结构与蝎钾离子通道毒素相比，其中最大的差异在于连接α螺旋和C端β折叠的α/β转角上。在钾离子通道毒素中，这一个转角中的疏水残基形成一个疏水核心，将N端与分子其余部分联系起来。在氯离子通道毒素中，α/β转角没有形成疏水区域，而是由Gly-Arg（Lys）重复形成正电荷富集区，有可能是毒素发挥功能的活性区。蝎氯毒素分子中比蝎钾离子通道毒素多一对二硫键Cys2-Cys19，由这一对二硫键将N端与分子中其余部分联系起来。 Ca2+通道毒素的结构不同于其它蝎神经毒素的保守α/β结构，它采用“抑制剂半胱氨酸结”的方式折叠起来，分子中的二硫键形成了紧密的核心，核心外的环状结构和毒素的N端部分暴露在溶液中。分子的C端部分有一个反向β平行折叠，N端部分的一段β折叠与这一平行折叠垂直。阳离子电荷残基Lys11-Lys16构成了两种毒素重要的结构膜序。此结构膜序被认为是软诺丁受体激活的重要结构，因此可以认为毒素与通道蛋白是通过静电作用，导致大量构象改变而相互作用，这为识别引起通道开放的软诺丁受体结构域提供了有用的多肽探针。
东亚钳蝎毒素基因表达图册参考资料。
