Los efectos medicinales y psicoactivos de la marihuana se deben a una familia de compuestos químicos, denominados cannabinoides, que se encuentran solamente en la planta de marihuana. Por lo menos 61 cannabinoides han sido indentificados en la naturaleza. Otros han sido sintetizados químicamente.

El principal ingrediente psicoactivo de la marihuana es el delta-9-tetrahidrocannabinol, o THC, a veces confusamente llamado delta-1-THC bajo un sistema de denominación distinto. De cualquier modo, otros cannabinoides tambien tienen propiedades medicinales y/o psicoactivas.

El cannabigerol (CBG), cannabicromeno (CBC), cannabidiol (CDB), delta-8-THC, cannabiciclol (CBL), cannabinol (CBN), cannabavarina (THCU) y otros cannabinoides forman parte de esta familia de compuestos. Todos ellos son conocidos por su psicoactividad o efectos farmacológicos.

Dado que el delta-9-THC es el principal ingrediente activo de la marihuana se suele usar este para medir el potencial de acción de la hierba. Las concentraciones típicas de THC son de menos de 0.5% para un cáñamo inactivo, del 2 a 3% para la hoja de marihuana, y del 4 al 8% para los cogollos más potentes de la sinsemilla.

Se pueden encontrar concentraciones más elevadas con extractos, tónicos y hachís (resina concentrada de cannabis).

Las dosis terapéuticas por vía oral comprenden desde 2.5 a 20 miligramos de THC. Un porro mediano (un gramo de hoja con un 2.5% de THC, o medio gramo de cogollo de un 5% de concentración), contiene 25 miligramos de THC.

En todo caso, más de la mitad se pierde normalmente con el humo, reduciendo la dosis inhalada a unos 10 miligramos. Consumidores experimentados han informado sobre el hecho de que diferentes tipos de marihuana producen colofones distintos y que, médicamente, tienen diferentes efectos. Ciertos investigadores suponen que la diferencia entre las proporciones de los distintos cannabinoides de una variedad a otra, o incluso entre distintos ejemplares de una misma variedad, es la causa de estas variaciones.