Наиболее полно изучен у щавеля химический состав листьев розетки. По данным отдела биохимии ВИР, большая часть сухого вещества в листьях состоит из сырого белка и безазотистых экстрактивных веществ; содержание воды 83—91% на сырое вещество; азотистых веществ — 2,93%; инвертного сахара — 0,4—1,41%; сахарозы — около
0,83%; золы — 1,43%.
Белковых веществ в листьях до 30% на сухое вещество, в черешках — до 19%. Из органических кислот в щавеле наряду со щавелевой содержатся яблочная, лимонная и янтарная. У сорта Алтайский обнаружена также и салициловая.
Содержание аскорбиновой кислоты и каротина сильно колеблется. В более молодых листьях верхнего яруса аскорбиновой кислоты больше (51 мг на 100 г сырого вещества), чем в листьях нижнего (39,7 мг на 100 г), в черешке — 10,34 мг на 100 г. Содержание аскорбиновой кислоты значительно меняется в течение суток, наименьшее количество ее приходится на утренние часы. Щавель реагирует и на длину дня. Сорта южного происхождения накапливают больше витаминов при нормальном коротком дне. У сортов северного происхождения длина дня не оказывает особого влияния на содержание аскорбиновой кислоты. Условия выращивания влияют на содержание аскорбиновой кислоты в щавеле. При выращивании в открытом парнике или в открытом грунте содержание аскорбиновой кислоты выше, чем при выращивании щавеля под стеклянными рамами. Содержание каротина в листьях щавеля колеблется от 0,3 до 8 мг на 100 г сырого вещества и зависит от возраста листьев и фазы развития растения. Перед цветением количество каротина увеличивается, а затем падает. Помимо каротина в щавеле найден рутин в количестве 20 единиц на 100 г свежего листа. Витамин B1 содержится в свежих листьях в количестве 0,25 мг на 100 г.
На содержание витаминов оказывает влияние место выращивания. Так, при выращивании сортов щавеля на севере (Ленинградский регион, г. Пушкин) содержание аскорбиновой кислоты, каротина и сухого вещества ниже, чем при выращивании на юге (Краснодарский край). Более резко снижалось это содержание у сорта южного происхождения (из Франции). Погодные условия также значительно сказываются на содержании в листьях щавеля аскорбиновой кислоты и каротина, в меньшей степени сухого вещества. При этом сорта вида R. acetosa реагируют сильнее, чем щавель шпинатный (R. patientia L.). Содержание кислоты в щавеле меняется в зависимости от возраста. Молодые листья содержат 3,77% свободных кислот и 7,98% связанных (на сухое вещество, по Колдуэллу). В старых листьях меньше свободных кислот (0,93%) и больше связанных (11,08%). В молодых листьях больше половины органических кислот представлено яблочной кислотой, а в старых преобладает щавелевая. Высокое содержание органических кислот в щавеле способствует сохранению аскорбиновой кислоты и каротина в консервах. Даже в высушенных листьях витамины не утрачиваются полностью.
У каждого вида имеется свой набор флавоноидных гликозидов. В наземных органах растения содержится не менее пяти флавоноидов, из них в листьях и стеблях идентифицированы рутин и гиперин, в цветках и плодах, кроме рутина, еще квертицин и цианидин.
Из щавелей, используемых в качестве дубителей, изучен главным образом тяньшанский щавель.