大柴胡湯是小柴胡湯去人參、甘草，加大黃、枳實、芍藥而成，也是小柴胡湯與小承氣湯兩方加減合成，是和解為主與瀉下並用的方劑。小柴胡湯為治傷寒少陽病的主方，因兼陽明腑實，故去補益胃氣的人參、甘草，加大黃、枳實、芍藥以治療陽明熱結之證。其原方組成為柴胡半斤，黃芩三兩，半夏（洗）半升，芍藥三兩，枳實（灸）四枚，大黃二兩，生薑（切）五兩，大棗（孽）十二枚。上八味，以水一鬥二升，煮取六升，去滓再煎，溫服一升，日三服。
張仲景關於大柴胡湯的論述條文共有四條，其中，《傷寒論》中有三條，《金匱要略》中有一條。《傷寒論》第103條說：「太陽病，過經十餘日，反二三下之，後四五日，柴胡證仍在者，先與小柴胡。嘔不止，心下急，鬱郁微煩者，為未解也，與大柴胡湯，下之則愈」。第136條說：「傷寒十餘日，熱結在裡，復往來寒熱者，與大柴胡湯」。第165條說：「傷寒發熱，汗出不解，心中痞硬，嘔吐而下利者，大柴胡湯主之」。《金匱要略·腹滿寒疝宿食病》說：「按之心下滿痛者，此為實也，當下之，宜大柴胡湯」。
從上述條文來看，條文中的「心下急，鬱郁微煩」，是胃脘即兩脅痞滿，煩為有熱，熱結成實，當然會煩。「熱結在裡」為陽明裡熱，熱結表現在大便上。「往來寒熱」是少陽病的典型症狀，而且在第103條中「下之則愈」，說明大柴胡湯是攻下逐邪的方劑。「心下急、心中痞硬、心下滿痛、嘔吐下利」，此處的「嘔吐下利」，是有語病的，一般情況下，上吐下瀉的患者，是不能再用大柴胡湯下攻的，但還有一種情況，就是不見屎而只下水，這是氣機被邪熱、水飲鬱阻，腸胃不通的急迫感覺，應給予大柴胡湯以和解少陽、攻逐陽明。陽明熱結成痞，連及脅下滿痛，為並少陽疏機不利合陽明裡實證，當然得用大柴胡湯外解少陽，內攻陽明裡實。
本方證屬於少陽陽明合病，仍以少陽為主。症見往來寒熱、胸脅苦滿，表明病變部位仍沒有離開少陽；嘔不止與鬱郁微煩，則較小柴胡湯證的心煩喜嘔要嚴重，但大柴胡湯和小柴胡湯的嘔，其共同點是病位都在半表半裡，邪熱犯胃，胃氣上逆致嘔，同時，大柴胡湯因熱結在裡導致胃腸氣機不通，氣機不降而上逆，從而引起嘔吐的發生。再加上心下痞硬或滿痛、便秘或下利等合參，說明病邪已進入陽明，有化熱成實的熱結之象。在治法上，病在少陽，本當禁用下法，但與陽明腑實並見的情況下，就必須表裡兼顧。故《醫方集解》說：「少陽固不可下，然兼陽明腑實則當下」。本方既不悖於少陽禁下的原則，又可和解少陽，內瀉熱結，使少陽與陽明合病得以雙解，可謂一舉兩得。
上文說了，大柴胡湯是小柴胡湯中去人參，甘草，是因為裡實證，故不用。而加入大黃，枳實，芍藥，均是陽明藥物。枳實配芍藥是枳實芍藥散之義，可止痛行滯化積，調暢氣機，調暢氣血。方中重用柴胡為君藥，配臣藥黃芩和解清熱，以除少陽之邪；輕用大黃配枳實以內瀉陽明熱結，行氣消痞為臣藥。芍藥柔肝緩急止痛，與大黃相配可治腹中實痛，與枳實相伍可以理氣和血，以除心下滿痛；半夏和胃降逆，配伍大量生薑，以治嘔逆不止，共為佐藥。大棗與生薑相配，能和營衛而行津液，並調和脾胃，功兼佐使。故吳謙，等在《醫宗金鑑》中說：「柴胡證在，又復有裡，故立少陽兩解法也。以小柴胡湯加枳實、芍藥者，仍解其外以和其內也。去參、草者，以裡不虛。少加大黃，以瀉結熱。倍生薑者，因嘔不止也。斯方也，柴胡的生薑之倍，解半表之功捷。枳、芍的大黃之少，攻半裡之效徐，雖雲下之，亦下中之和劑也」。
臨床中大柴胡湯方證是比較常見的。以往來寒熱，胸脅苦滿，心下滿痛，嘔吐，便秘，苔黃，脈弦數有力為辨證要點。凡屬肝膽胃腸不和，氣血食水凝聚不通所引起的病證，均可使用本方治療，所以說其應用範圍極廣。臨床上常用於治療急性胰腺炎，急性膽囊炎，膽石症，胃及十二指腸潰瘍等屬於少陽陽明合病者。若兼黃疸者，可加茵陳、梔子以清熱利溼退黃；脅痛劇烈者，可加川楝子、延胡索以行氣活血止痛；膽結石者，可加金錢草、海金沙、鬱金、雞內金以化石。現代醫學擴大了其使用範圍，用於心血管系統的冠心病，高血壓，腦動脈硬化；生殖系統，以及消化系統諸症等。