稻谷主要含淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等营养成分，但是加工成大米后，由于米糠的去除，大米胚乳中的营养成分主要是淀粉和蛋白质。

淀粉，约占大米质量的 85% 左右 , 是人体能量的主要来源。淀粉分为直链淀粉和支链淀粉两类，大米的淀粉主要是支链淀粉，粳米和籼米的直链淀粉约 8% ～ 28%，糯米直链淀粉仅 1% ～ 2%。直链淀粉还影响大米的食用品质，一

般来说直链淀粉含量高，米饭口感偏硬。现行国家标准《大米》（GB/T 1354-2018）中，优质籼米的直链淀粉含量为13% ～ 20%；优质粳米的直链淀粉含量为 13% ～ 22%。

大米中蛋白质含量一般为 7% ～ 13％，以谷蛋白为主。与其他谷物相比，大米的赖氨酸含量较高，氨基酸组成配比更接近世界卫生组织认定的蛋白质氨基酸最佳配比模式。大米蛋白的生物价、效用比率、可消化性均高于其它谷物，是低过敏性蛋白质，比较适合儿童食用。

大米脂肪含量为 0.2% ～ 0.9%，脂肪含量越高，米饭光泽越好。

大米中维生素含量较少，多数属于水溶性的 B 族维生素， 如硫胺素、核黄素、烟酸等。

大米中矿物质含量极少，含量因种植土壤成分及品种的不同而有差异。