Olejki eteryczne są wieloskładnikową mieszaniną różnych związków organicznych, o różnych właściwościach. Są to m.in. terpeny oraz ich pochodne: ketony, aldehydy, estry, etery, alkohole i laktony. Monoterpeny są zbudowane z 2 jednostek izoprenowych (10 atomów węgla) np. tymol. Seskwiterpeny są zbudowane z 3 jednostek izoprenowych (15 atomów węgla).
Podczas badania palności olejków eterycznych zaobserwowano kopcący się płomień. Olejki eteryczne to ciecze palne, które spalają się z powstaniem kopcącego się płomienia.