Надземная часть растения содержит до 1—1,5 % эфирного масла, до 6 % дубильных веществ, гликозиды, сапонины, минеральные вещества, аскорбиновую кислоту, сахара, клетчатку, белки, витамин P, провитамин A, камфору. Эфирное масло содержит эвгенол, метилхавикол (до 60 %), цинеол, линалоол, камфору, оцимен. Эвгенол является основным компонентом эфирного масла (до 70 %). Эфирное масло находится преимущественно в соцветиях. Наибольший выход масла наблюдается в фазе полного цветения. Сушка сильно снижает выход масла. В семенах содержится 12—20 % жирного масла; в листьях — 0,003—0,009 % каротина, до 0,15 % рутина.
Базилик является источником получения эфирного масла, эвгенола и камфоры. Эфирное масло и чистый эвгенол используют в парфюмерии и пищевой промышленности как ароматическое средство, а также как сырьё для получения ванилина. Листья — ценный источник каротина и рутина.
С лечебной целью используют траву. В народной медицине различных народов растение пользуется большой популярностью. Настой травы применяют при гастрите, колите, пиелите, как противокашлевое средство при коклюше, при неврозах, головной боли, бронхиальной астме, кишечных и печёночных коликах, метеоризме, отсутствии аппетита, при пониженном кровяном давлении, при воспалении почек и мочевого пузыря, простуде и насморке, а также как средство, улучшающее выделение грудного молока у кормящих женщин. Настой из листьев базилика используют наружно для полосканий при ангине, стоматитах, внутрь — как противолихорадочное средство. Отвар растения рекомендуют как обезболивающий препарат для полоскания полости рта при зубной боли, стоматитах, ангинах, для примочек при труднозаживающих ранах, а сок свежих листьев при воспалении среднего уха, экземе, труднозаживающих ранах.
В современной медицине базилик используют во многих странах для приготовления ароматических ванн, полосканий и в качестве мягчительного средства. Содержащееся в базилике эфирное масло прекрасно смягчает и тонизирует кожу.
Благодаря содержанию камфоры базилик успешно применяют как возбуждающее средство при угнетении центральной нервной системы, ослаблении функции дыхания и нарушении кровообращения, а также в качестве общетонизирующего средства.
Следует учесть, что в больших дозах растение действует раздражающе на различные органы. Препараты базилика противопоказаны при ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда, сахарном диабете, тромбофлебите, гипертонической болезни.