高粱米中的蛋白质以醇溶性蛋白质为多，色氨酸、赖氨酸等人体必需的氨基酸较少，是一种不完全的蛋白质，人体不易吸收。如将其与其他粮食混合食用，则可提高营养价值。

高粱米蛋白质中赖氨酸含量在谷物中最低，因而蛋白质的质量也最差，而且尼克酸含量也不如玉米多，但却能为人体所吸收，因此以高粱为主食的地区很少发生“癞皮病”。

高粱米含矿物质与维生素，矿物质中钙、磷含量与玉米相当，磷约40-70%，维生素中B1、B6含量与玉米相同，泛酸、烟酸、生物素含量多于玉米，但烟酸和生物素的利用率低。

高粱米脂肪含量3%，略低于玉米，脂肪酸中饱和脂肪酸也略高，亚油酸含量也较玉米稍低，加工的副产品中粗脂肪含量较高，子粒中粗脂肪的含量较少，仅为3.6%左右。