Лобария легочная, как и многие другие лишайники, содержит стиктовую и гирофоровую кислоты. Эти соединения с общим названием «дэпсидоны» защищают лишайник от поедания травоядными животными и брюхоногими моллюсками. Также лобария содержит альдиты: арабитол и волемитол. В лобарии присутствуют различные каротиноиды (общее содержание > 10 мг/кг): альфа-каротин, бета-каротин.
Кроме того, лобария содержит различные стероиды, в частности эргостирол, эпистерол, лихестирол, фикастирол.
Верхний слой слоевища содержит меланин, защищающий лишайник от ультрафиолетового излучения. Его синтез увеличивается в ответ на увеличение количества солнечных лучей.
Отвар из лишайника обладает противовоспалительным и противоязвенным действием.
Спиртовой экстракт лобарии оказывает защитное действие на желудочно-кишечный тракт крыс, возможно, это связано с уменьшением окислительного стресса и снижением воспалительных эффектов нейтрофилов. Кроме того, было обнаружено, что экстракт обладает сильным антиоксидантным действием, вероятно, благодаря наличию фенольных соединений.
В народной медицине до сих пор используется как средство против легочных заболеваний и туберкулеза в виде отваров, а также при астме, недержании мочи и отсутствии аппетита.