Como o estômago de uma vaca inclui quatro câmaras diferentes com seus próprios processos químicos e funções biológicas, a composição química do esterco de vaca inclui uma variedade de substâncias diferentes. Essas substâncias incluem microorganismos, produtos da digestão, secreções de diferentes partes do trato digestivo e das câmaras do estômago e água. De todos esses diferentes componentes, o esterco é composto principalmente de células orgânicas mortas e alimentos não digeridos.
O estômago e o trato digestivo de uma vaca são compartimentados em câmaras e seções intestinais que desempenham uma variedade de funções diferentes. Algumas câmaras começam o processo de decomposição dos alimentos com fermentação e microrganismos, enquanto outras absorvem água e outros minerais. Por causa dessa série complexa de etapas, cada estágio do processo digestivo da vaca adiciona diferentes produtos químicos e substâncias à composição química do esterco.
Os principais componentes do esterco de vaca são os restos metabólicos de tecido vivo e partes da comida que ele não foi capaz de digerir, como a celulose e a lignina. Essas substâncias não digeridas geralmente vêm das paredes celulares das células vegetais que a vaca consumiu. Outros exemplos de materiais que podem ser encontrados na composição de esterco de vaca incluem sais biliares, muco, tecido queratinizado e sais de cálcio de ácidos graxos.