La composition de l'élixir d'or n'a jamais pu être déterminée avec précision, en raison du secret qui l'entourait et parce que sa formule a notablement varié au cours du temps et selon les préparateurs. Plusieurs sources semblent attester que l'élixir inventé par le comte Bestoujev, dans sa formule originale, contenait de l'or.
L'élixir d'or, selon le Précis de matière médicale de Joseph Lieutaud, était à l'origine obtenu par réaction d'un mélange des quatre composants suivants : or, eau régale, huile éthérée de Frobenius et esprit de vin.
Après la mort de La Motte, plusieurs chimistes français s'efforcèrent en vain d'imiter cette teinture dont le secret restait un mystère et firent de recherches en ce sens : « Par le prix exorbitant de cette teinture, tous étaient persuadés que c'était à l'or qu'elle devait ses vertus. Antoine Baumé prétendit que la teinture blanche et la teinture jaune se préparaient en faisant une dissolution d'or dans l'acide nitro-muriatique : on précipitait l'or par la potasse, on dissolvait l'oxyde dans l'acide nitrique, et l'on distillait avec de l'alcool. La liqueur du récipient était la blanche, et le résidu la teinture jaune. Comme on distribuait cette espèce de préparation pour la véritable teinture, ou gouttes d'or de Lamotte, cela explique pourquoi le directeur Margroff, de Berlin, et le pharmacien de la cour de Pétersbourg, Jean Georges Model, reçurent, l'un et l'autre, un éther sulfurique tenant de l'or. Il est vraisemblable que Bœrhaave avait opéré sur la véritable teinture ; ce qui semble le prouver, c'est qu'il avait essayé de l'imiter en faisant digérer de l'acide muriatique sur du sulfate de fer calciné ».
Ainsi, s'il est possible qu'à l'origine cette teinture ait contenu de l'or, celui-ci fut ensuite remplacé par du chlorure de fer, ferreux (protochlorure de fer FeCl2) ou ferrique ( perchlorure de fer FeCl3) selon une recette divulguée par Julien-Joseph Virey et modifiée par Martin Klaproth.