洋葱独特的气味源自一种挥发油，这种油里含有大量的氨基酸亚砜有机分子。剥切洋葱时便会破坏它或者碾碎洋葱的组织，并释放出蒜苷酶，而蒜苷酶可以将氨基酸亚砜转化成次磺酸。次磺酸随即又可自然地重新组合，形成可以引起流泪的化学物质合丙烷硫醛和硫氧化物。洋葱的组织被破坏30秒以后，合丙烷硫醛和硫氧化物的形成达到高峰，并在大约5分钟后完成其化学变化。
合丙烷硫醛和硫氧化物浓度越高，对眼睛的刺激就越厉害，这时眼睛就会分泌泪水将刺激物质冲走，以免眼睛受到伤害。这就是洋葱使人“流泪”的原因。
近代医学研究，洋葱中含有微量元素硒。硒是一种抗氧化剂，它能产生一种叫谷胱甘肽的物质，来输送氧气供细胞呼吸，人体内硒含量增加，癌症发生率就会大大下降。因此洋葱具有抗癌的效果。
此外，洋葱还有降血糖作用，多吃洋葱会使人体内能生成具有强力利尿作用的皮苦素能起到较好的降低血糖和利尿的作用。
洋葱中的植物杀菌素能刺激食欲、帮助消化作用，又有祛痰、利尿、发汗、预防感冒以及抑菌防腐的作用。因此，人们亲切地把洋葱称为“蔬菜中的皇后”。