Le tamier contient des glycosides de spirostanes et de furostanes (des saponosides à génine stéroïdique), des stérols, histamines et phénanthrènes (dotés d'activités cytotoxiques). La batatasine I, un dérivé de phénanthrène, est un inhibiteur de croissance des plantes.
Les stérols détectés dans les feuilles et les tiges du tamier commun, comme des autres Dioscorea, sont principalement le β-sitostérol, le stigmastérol et le cholestérol. Ils contiennent aussi de la diosgénine et de l'yamogénine, dans des proportions variables suivant le moment de l'année ou l'âge de la plante.
Cette espèce contient aussi des cristaux en forme d'aiguille d'oxalate de calcium. La consommation des fruits, ou du tubercule, peut provoquer de graves troubles digestifs. Elle est à considérer comme toxique.