گیاهان دارويی از گذشته تاکنون جايگاه خاصی در درمان بسیاری از بیماریها داشته و به دلیل داشتن ترکیبات موثره بسیاری، میتوانند بهترین منبع برای بدست اوردن انواع مختلفی از داروها باشند. زعفران با نام علمی Crocus sativus L. متعلق به خانواده ایریداسه (Iridaceae )بوده که که به طلای سرخ معروف است ویکی ازگیاهان مهم در صنعت اقتصاد و دارویی است و دارای ترکیبات موثره بسیاری می باشد. . لذا با توجه به استفاده های فراوان این گیاه به خصوص در درمان افسردگی و به علت داشتن خاصیت انتی اکسیدانی و ضد سرطانی ان ،انتخاب و بکارگیری بهترین روش و حداقل زمان ممکن برای بدست اوردن بیشترین مقدار استخراج ترکیبات موثره ،ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق خامه و کلاله زعفران از منطقه قاینات خراسان جمع آوری شد .استخراج ترکیبات اسانسی خامه و کلاله زعفران توسط ترکیب روش تطیر با اب و اولتراسونیک به عنوان روش اماده سازی قبل ا زتقطیر با اب مورد بررسی قرار گرفت. ترکیبات موجود در اسانس توسط دستگاه GC-MS شناسایی شدند. در این پژوهش از طراحی باکس بنکن و روش پاسخ سطحی به منظوربررسی و بهینه سازی فاکتورهای احتمالی موثر بر کارایی استخراج نظیر دمای استخراج، زمان استخراج و نسبت مقدار آب به گیاه استفاده شد . شرایط بهینه استخراج با استفاده از ترکیب روش فراصوت-تقطیر با آب در کلاله و خامه به ترتیب دمای 60 و 60 درجه سانتی گراد ، زمان 37.9 و 34.1 دقیقه و نسبت مقدار آب به گیاه 200 و 100 میلی لیتر به گرم تعیین شد. در شرایط بهینه بازده استخراج ترکیبات اسانس در کلاله و خامه به ترتیب 1/6و 1/3درصدمی باشد. نتایج نشان دادند که ترکیب روش فراصوت به عنوان یک روش کمکی قبل ازتقطیر با آب میتواند در مقایسه با روش سنتی تقطیر با آب، بازده استخراج بالاتر در زمان کوتاهتر داشته باشد.