自熱包有不同配方，但大體上包括四類成分。最主要的是生石灰，學名氧化鈣，它和水接觸之后可以產生熟石灰，學名氫氧化鈣。在這個過程中會釋放大量熱量，是發熱包主要的熱量來源。其次，發熱包中含有硅藻土、活性炭等成分，它們是典型的吸附劑。其疏松多孔的結構有利于各種有效成分附著，充分接觸并發生化學反應。
發熱包通常還有碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂等鹽分，主要是用來吸收滲入包裝內的微量水分，防止氧化鈣逐漸失效，同時在化學反應中起到輔助作用。此外，發熱包中也常見鐵粉和鋁粉，它們可以通過和氧氣反應釋放少量熱量。也可以和活性炭、水分、鹽分形成“原電池”效應，通過氧化還原反應釋放熱量。