Az illóolaj színe világossárga, de a tárolás közben megbarnulhat. Főbb alkotórészei az eugenol (6-95 százalék), és az eugenil-acetát (5-22 százalék).Kis mennyiségben található benne izo-eugenol, ami az erősen irritáló és érzékenyítő hatása miatt érdemel figyelmet.
A szegfűszegnek nemcsak a rügyeiből (virágbimbóiból), hanem a leveleiből és a hajtásaiból is nyernek ki illóolajat, ezeknél is az eugenol a fő alkotórész, a VIII. Magyar Gyógyszerkönyvbe csak az előbbi olaj hivatalos.
A szegfűszeg illóolaj legfontosabb hatásai: antimikrobiális, parazita- és vírusellenes, általános és idegrendszeri tonizáló, görcsoldó, gyulladáscsökkentő és helyi érzéstelenítő.Az eugenol erős antiszeptikum és tonizáns.
A szegfűszegolaj alkalmazásának legfontosabb területei a légúti megbetegedések, a szájüregi gyulladások, hasmenéssel járó bélfertőzések és húgyúti fertőzések, valamint reumás eredetű panaszok és bőrbántalmak.
Mindezek mellett egyes kísérletek szerint hatékonyan alkalmazható szúnyogok távoltartására, illetve az élelmiszerek romlásának megakadályozására is