土茯苓和茯苓在成分上的差异主要与其来源不同有关。茯苓为多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，主要含有多糖类、三萜类等成分；土茯苓为百合科植物光叶菝葜的干燥根茎，以黄酮类、皂苷类成分为主。
茯苓的主要活性成分包括茯苓多糖、茯苓酸等物质。茯苓多糖具有调节免疫的作用，茯苓酸则属于三萜类化合物，可能参与利水渗湿的机制。土茯苓的典型成分为落新妇苷、黄酮类化合物，其中落新妇苷是其发挥清热解毒作用的关键物质，黄酮类成分则与抗氧化特性相关。
两者的药用部位差异直接影响成分组成。茯苓菌核中真菌代谢产物较多，如β-茯苓聚糖含量可达75%以上；而土茯苓根茎中植物次生代谢产物更丰富，检测显示其总黄酮含量可达3.8%-5.2%。这种成分差异使得茯苓长于健脾宁心，土茯苓则擅祛湿解毒。
使用时需注意二者不可互相替代。建议在中医师指导下根据具体证候选用，避免自行调配。药材煎煮前应按规定进行炮制，以确保有效成分的溶出和用药安全。体质特殊者用药前应进行专业咨询。