Popiół drzewny składa się z różnych chemikaliów. Składa się głównie z węglanu wapnia, zawiera również ślady potażu, fosforanów i innych metali ciężkich.
Nawet jeśli popiół drzewny to głównie węglan wapnia, skład może się znacznie różnić poza ten punkt. Skład zależy od położenia geograficznego, a także od procesu, w którym powstał popiół. Popiół drzewny składa się z kluczowych składników odżywczych, które drzewo wypłukuje z gleby podczas fazy sadzenia i do końca życia. Podczas gdy większość metali ciężkich ledwo można zidentyfikować w popiele z drewna, inne, takie jak żelazo, cynk i miedź są nadal wykrywane w niektórych przypadkach.