大米中含碳水化合物75%左右，蛋白質7%-8%，脂肪1.3%-1. 8%，并含有豐富的B族維生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉，所含的蛋白質主要是米谷蛋白，其次是米膠蛋白和球蛋白，其蛋白質的生物價和氨基酸的構成比例都比小麥、大麥、小米、玉米等禾谷類作物高，消化率66.8%-83.1%，也是谷類蛋白質中較高的一種。

大米蛋白質中賴氨酸和蘇氨酸的含量較少，所以不是一種完全蛋白質，其營養價值比不上動物蛋白質。但在午餐和晚餐時食用大米，較面食而言更有利于人們減肥。在我國南方地區人們一般食用大米作為主食，而在北方就有很大的不同。

脂肪含量約1.3-1.8%，其脂肪中所含的亞油酸含量較高，一般占全部脂肪的34%，比菜籽油和茶油分別多2-5倍。