La composition chimique

le safran contient plus de 150 composés volatiles et aromatiques ainsi que d'autres composés non-volatiles, dont les principaux sont des caroténoïdes. Ces caroténoïdes, par diverses réactions vont donner différentes substances dont les plus intéressantes sont :

- La crocine (on trouvera aussi l'a-crocine), est un caroténoïde à l’origine de l’arôme du safran.  Elle possède des pouvoirs antioxydants et antidépresseurs. C’est un pigment présent à hauteur de 10% dans la masse du safran frais. Pigment hydrosoluble il est principalement responsable de la couleur "jaune safran".
- La picrocrocine, formée par l'union du safranal et d'un glucide, est un composé donnant l’arôme amer du safran. Cette molécule a des propriétés insecticides et pesticides, et est présente à hauteur de 4% dans le safran sec.

- Le safranal, composé organique se présentant sous forme d'huile volatile. Il donne au safran la plus grande part de son arôme. Il représente près de 70% de la fraction volatile du safran sec dans certains échantillons. Il se forme à partir de la picrocrocine lors de l'augmentation de la température durant la phase de séchage.

Le safran sec est extrêmement sensible aux fluctuations de pH et sa composition chimique se dégrade rapidement en présence de lumière et/ou à l'air libre. C'est pourquoi, il doit être conditionné dans un récipient hermétique, et gardé dans un endroit sec et frais.