Рябина относится к богатым источникам каротиноидов. Ее ягоды могут содержать от 1,1 до 19,2 мг/100 г данного природного пигмента. С приходом осенних похолоданий и первых заморозков количество каротиноидов в плодах резко уменьшается. Максимальное накопление каротиноидов в плодах рябины наблюдается в период созревания. На долю бета-каротина приходится от 27 до 75 % суммы каротиноидов.

Общее количество сахаров в химическом составе ягод рябины достигает около 9,3 % от общего количества содержащихся в них биологически активных веществ: 4,8 % – фруктозы, 3,8 % – глюкозы, 0,7 % – сахарозы. В отдельных сортах рябины до 30,5 % от суммы сахаров составляет сорбоза.

Органических кислот в рябине довольно много – до 3,6 % от общего химического состава. Примерно 2,8 % приходится на яблочную, винную, лимонную, янтарную, щавелевую, виноградную, фумаровую, малоновую, сорбиновую кислоты. Плоды рябины содержат также парасорбиновую кислоту, которая находится в плодах как в свободном состоянии, так и в виде моногликозида. Именно она придает ягодам характерный горький вкус. При замораживании свежих плодов рябины горечь заметно снижается вследствие увеличения количества сорбиновой кислоты до 0,04–0,06 % и разложения моногликозида парасорбиновой кислоты. Стоит отметить, что эти кислоты, обладая антибиотическим действием, тормозят рост микроорганизмов и грибков. Сорбиновая кислота также является активным консервантом, который широко используется при производстве фруктовых и других видов консервов.

Плоды содержат также до 235 мг/100 г аминокислот, среди которых присутствуют аргинин, аспарагиновая кислота, аланин, гистидин, глицин, лизин, тирозин, цистин, цистеин и др.

В плодах рябины также идентифицированы вещества тритерпеновой природы, такие соединения, как лупеол, урсоловая и олеаноловая кислоты. Общее содержание тритерпеновых сапонинов в плодах рябины достигает 2 % в пересчете на сухую массу плодов. Благодаря наличию тритерпеновых кислот, плоды рябины применяются при заболеваниях сердечно-сосудистой системы: аритмии, гипертонии, сердечной недостаточности, болях в сердце, нарушениях коронарного кровообращения. Настой плодов рябины обыкновенной полезно принимать при спазмах сосудов головного мозга. В плодах также установлено наличие стероидов, в частности β-ситостерин.

Кроме этого семена плодов рябины содержат до 22 % жирного масла, которое отличается значительным содержанием ненасыщенных жирных кислот, среди которых идентифицированы олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты.

Рябина богата пектиновыми веществами – 0,5–1,2 %, причем во всех фазах развития преобладает протопектин – 53,3–88,9 % от суммарного количества пектина. Эти полисахариды привлекают к себе внимание исследователей в связи с их применением при лечении отравлений тяжелыми металлами и поражений радиоактивными элементами. Вот почему настой и сок рябины используют и как противолучевое средство. К пектиновым веществам как к вспомогательным компонентам, стабилизаторам суспензий и эмульгаторам также проявляется интерес с точки зрения применения их в фармации.