Wszechstronność olejku tymiankowego wynika z obecności aż siedmiu różnych składników aktywnych, które mogą różnić się proporcjami w zależności od esencji. Najbardziej cenione są te, w których dominuje tymol, wykazujący właściwości przeciwbakteryjne, bakteriostatyczne, przeciwwirusowe, antyseptyczne, odkażające oraz przeciwgorączkowe. Jego działanie wspomaga karwakrol, który poza właściwościami przeciwzapalnymi, pozytywnie wpływa na układ trawienny, działa moczopędnie i wiatropędnie oraz zwiększa produkcję enzymów trawiennych. Mircen natomiast działa rozkurczająco i przeciwbólowo.

Olejek tymiankowy jest świetnym wyborem w terapii infekcji wirusowych i bakteryjnych. Jest łagodniejszą alternatywą dla silniejszych olejków ziołowych, które mogą działać drażniąco. Znajduje zastosowanie w terapii zapalenia zatok, nieżytu nosa, przeziębień, grypy, stanów grypopodobnych, astmy, gruźlicy, zapalenia płuc i oskrzeli, a także bronchitu. Jego rozkurczające właściwości sprawiają, że już 20-30 minut aromaterapii dyfuzorem ultradźwiękowym udrażnia nos, zmniejsza katar i ułatwia oddychanie. Masaż z jego użyciem pomaga w redukcji bólu głowy i migreny towarzyszących infekcjom układu oddechowego.

Olejek tymiankowy jest również skuteczny w problemach z układem trawiennym. Pomaga w łagodzeniu niestrawności, nudności oraz choroby wrzodowej żołądka, jelit i dwunastnicy, zwiększając produkcję kwasu żołądkowego i poprawiając apetyt. Działa detoksykująco na wątrobę, oczyszczając, chroniąc i wzmacniając ją. Dzięki właściwościom przeciwbólowym i rozkurczowym jest doskonały na bóle brzucha różnego pochodzenia, a także w łagodzeniu reumatoidalnego zapalenia stawów i bólów mięśniowych.

W kosmetyce olejek tymiankowy jest ceniony za swoje antyseptyczne i antybakteryjne właściwości, szczególnie przydatne w walce z problemami skórnymi, takimi jak grzybica paznokci i stref intymnych, owrzodzenia, ropiejące rany czy zadrapania. Można go stosować do dezynfekcji ran, a w połączeniu z łagodniejszym olejkiem lawendowym, jest odpowiedni również dla dzieci. W codziennej pielęgnacji cery problematycznej olejek tymiankowy wspomaga łagodzenie trądziku, egzemy i łuszczycy. Dodanie kilku kropel do szamponu pomaga w walce z łupieżem i przetłuszczającymi się włosami, redukując wydzielanie sebum.