Las hojas de olivo tienen un gran numero de componentes, como la oleuropeina, el componente principal (60 a 90 por gramo) y varios tipos de flavonoides (como rutina, apigenina y luteolina). Aunque las hojas de olivo se asocian tradicionalmente con un gran numero de usos medicinales, pocos de ellos se han comprobado en estudios experimentales.

En estudios en animales, se demostro que la oleuropeina (administrada en inyeccion o por via intravenosa), reduce la presion arterial y dilata las arterias coronarias que rodean al corazon. Ademas, en un estudio in vitro se observo que la oleuropeina inhibe la oxidacion del colesterol transportado por lipoproteinas de baja densidad (LDL), tambien llamado colesterol "malo". La oxidacion del LDL-colesterol es uno de una serie de acontecimientos nocivos que, si no se controlan, pueden llevar a la aparicion de cardiopatias.

La oleuropeina de las aceitunas tambien puede tener ciertas propiedades antibacterianas. Cuando las aceitunas crudas se meten en salmuera para conservarlas, la oleuropeina se convierte en otra sustancia quimica llamada acido elenolico. In vitro, el acido elenolico tiene actividad antibacteriana contra varias especies, como Staphylococcus aureus y Bacillus subtilus. No se sabe si la oleuropeina de las hojas sufre esta transformacion de forma natural, lo que pone en duda sus efectos antibacterianos.