Млечный сок одуванчика содержит тараксацин и тараксацерин, 2—3 % каучуковых веществ, а соцветия и листья одуванчика — тараксантин, флавоксантин, витамины С, А, В2, Е, РР, холин, сапонины, смолы, соли марганца, железа, кальция, фосфора, до 5 % белка, что делает их питательными продуктами. В корнях одуванчика содержатся тритерпеновые соединения: тараксастерол, тараксерол, псевдотараксастерол, β-амирин; стерины: β-ситостерин, стигмастерин, тараксол; углеводы: до 40 % инулина; жирное масло, в состав которого входят глицериды пальмитиновой, мелиссовой, линолевой, олеиновой, церотиновой кислот; каучук, белки, слизи, смолы и др. В цветочных корзинках и листьях обнаружены тараксантин, флавоксантин, лютеин, тритерпеновые спирты, арнидиол, фарадиол.
С лечебной целью используют корень (лат. Radix Taraxac), листья, траву, сок. Листья, траву и сок заготавливают в июне, корни — ранней весной или поздней осенью в стадии увядания листьев, сушат в сушилках при температуре 40—50 °С.
Весной во время цветения даёт медоносным пчёлам большое количество пыльцы-обножки, содержащей много сахара, белков и жиров. Нектар с одуванчика пчёлы собирают в небольшом количестве и не всегда.
Растение обладает желчегонным, жаропонижающим, слабительным, отхаркивающим, успокаивающим, спазмолитическим и лёгким снотворным действием.
Благодаря наличию биологически активных веществ пищевая кашица из одуванчика быстрее проходит кишечник, и это способствует снижению бродильных процессов при колитах.
Экспериментально при химико-фармакологическом изучении одуванчика подтверждены противотуберкулёзные, антивирусные, фунгицидные, антигельминтные, антиканцерогенные и антидиабетические свойства.
Одуванчик рекомендуют при диабете, как тонизирующее при общей слабости, для лечения анемий.
Порошок из высушенных корней одуванчика используют для усиления выведения из организма вредных веществ с потом и мочой, как антисклеротическое средство, от подагры, ревматизма.
Отвар, густой экстракт применяют как горечь для усиления секреции пищеварительных желёз и как желчегонное средство.
Одуванчик употребляют для лечения гепатита, холецистита, жёлчнокаменной болезни, желтухи, гастрита, колита, цистита, для улучшения аппетита и пищеварения, при запоре, метеоризме, а также в качестве противоглистного средства.
Свежие листья и сок из листьев рекомендуют для лечения атеросклероза, кожных заболеваний, при авитаминозе С, анемии.
Настой травы вместе с корнями употребляют при различных заболеваниях печени и жёлчного пузыря, опухолях, водянке, мочекаменной болезни, геморрое. Настой травы применяют при авитаминозах, а также при различных болезнях кожи: сыпях, угрях, фурункулёзе.
В китайской народной медицине все части растения употребляют в качестве жаропонижающего, потогонного, общеукрепляющего средства, а также при сниженном аппетите, укусах змей, для усиления лактации у кормящих матерей, при воспалении лимфатических узлов, фурункулёзе и других кожных заболеваниях.
Одуванчик также применяют внутрь и наружно при фурункулёзе, экземе, кожных сыпях. Масляную настойку корней одуванчика используют как средство при лечении ожогов, а при удалении бородавок и мозолей местно применяют млечный сок растения.
Иногда для лечения экзем готовят мазь из порошка корней одуванчика и мёда в соотношении 1:2.