根茎肥厚，肉质，径达2厘米，伸长而分枝。
黄芩的根茎为清凉性解热消炎药，可治疗上呼吸道感染，急性胃肠炎等，少量服用有苦补健胃的作用。黄芩制剂和黄芩酊可治疗植物性神经的动脉硬化性高血压以及神经系统的机能障碍，外用有抗生作用。
黄芩的茎秆可提制芳香油，亦可代茶用，称为芩茶。
黄芩主要有两种黄芩碱素的衍生物，分别是汉黄芩素（Woogonin，C16H12O5）和黄芩甙（baicalin, C21H18O11）。