بومادران (Achillea wilhellmsi) یکی از گیاهان دارویی مهم خانواده گل ستاره ای ها (Asteraceae) با خواص و کاربردهای فراوان می باشد که در مناطق جغرافیایی مختلف ایران پراکنش دارد. در این پژوهش خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه بومادران در برخی رویشگاه های استان مرکزی شامل اراک، هزاوه، مهاجران شازند، خمین، هندودر و خنداب با استفاده از روش های آماری چند متغییره مورد ارزیابی قرار گرفت. تفاوت معنی دار در سطح 1% در میان صفات کمی و کیفی مورفولوژیکی (شامل رنگ گلبرگ، رنگ ساقه، ارتفاع گیاه، قطر بوته، پهنای گل آذین، تعداد ساقه گل دهنده، وزن خشک، تعداد برگ،طول برگ و عرض برگ) و بیوشیمیایی (درصد و عملکرد اسانس، میزان فنل و فلاونوئید، فعالیت آنتی اکسیدانی به روش DPPH) در بین جمعیت های مورد مطالعه مشاهده گردید. براساس نتایج، ارتفاع گیاه همبستگی مثبت و معنی داری با طول گیاه (633/0 r=) و همبشتگی منفی با قطر بوته (351/0- r=)، تعداد ساقه گل دهنده (112/0 r=) و وزن خشک گیاه (340/0 r=) نشان داد. همچنین، عرض برگ گیاه دارای بیشترین ضریب تغییرات (132/23% CV=) در بین صفات مورد مطالعه بود. درصد اسانس و عملکرد اسانس همبستگی مثبت و معنی داری با قطر بوته (909/0 r=)، قطر گل آذین (643/0 r=)، تعداد ساقه گل دهنده (575/0 r=)، تعداد برگ (431/0 r=)، وزن خشک گیاه (902/0 r=)، رنگ گل (812/0 r=) و رنگ ساقه (783/0 r=) نشان داد. در مورد صفات بیوشیمیایی، ضریب تغییرات فنل کل (36% CV=)، فلاونوئید (33% CV=) و فعالیت آنتی اکسیدانی (62% CV=) بود. میزان فعالیت آنتی اکسیدانی از 85/1 تا 4/54 درصد در بین جمعیت ها متغییر بود. همچنین فنل کل با میانگین 67/0 میلی گرم اسید گالیک بر گرم ماده خشک برآورد گردید. در حالی که میزان فلاونوئید از 12/0 تا 84/0 میلی گرم کوئرستین بر وزن خشک تغییر داشت. همچنین، نمونه های منطقه اراک با بیشترین میزان فنل کل (93/0 میلی گرم اسید گالیک بر گرم وزن خشک) و فعالیت آنتی اکسیدانی (06/38 میلی گرم اسید آسکوربیک در گرم وزن خشک) می تواند در برنامه های اصلاحی و اهلی سازی مورد استفاده قرار گیرد.