一、主要营养成分
（一）碳水化合物
谷类中的碳水化合物含量极为丰富，主要集中在胚乳内，多数含量在70%以上。稻米中的碳水化合物含量较高，小麦粉中的含量次之，玉米中的含量较低；在稻米中，籼米中的碳水化合物含量较高，粳米中的含量较低。碳水化合物存在的主要形式为淀粉，其中直链淀粉和支链淀粉的组成分别为20%～30%和70%～80%。谷类的碳水化合物利用率较高，一般在90%以上，为机体最理想、最经济的能量来源。
（二）蛋白质
谷类食物中的蛋白质含量并不高，一般为7%～12%，但是我国居民谷类消费水平高，因此仍为人体获取蛋白质的主要来源。如果按谷类食物每天摄取250～500 g计算，那么每天从谷类中摄取的蛋白质为20～50 g，大约占人体所需蛋白质的50%。谷类中的蛋白质的营养价值不高，赖氨酸含量相对较低，但与赖氨酸含量较高的豆类混合食用，可以发挥蛋白质的互补效应，提高蛋白质的营养价值。
另外，蛋白质在谷类种子中的分布也是不均匀的，其在胚芽部分含量最高且质量最佳，其次是糊粉层和胚乳，谷皮的蛋白质含量最低，如果在加工中将胚芽去掉，将会损失部分优质蛋白质。
（三）脂类
谷类中的脂肪含量较低（一般为1%～2%），且主要集中在小麦胚芽和糊粉层中。谷类的脂肪中不饱和脂肪酸含量高，还含有少量磷脂，质量较好。从玉米和小麦胚芽中提取的胚芽油，80%为不饱和脂肪酸，其中亚油酸为60%，而玉米油中还含有较高浓度的植物甾醇，具有一定的降低血清胆固醇、防止动脉粥样硬化的作用。
（四）维生素
谷类中的维生素以B族维生素为主，如维生素B1、维生素B2、烟酸、泛酸、吡哆醇等，其中维生素B1和烟酸含量较多，是我国居民膳食维生素B1和烟酸的主要来源，维生素B2含量普遍较低。同时，黄色玉米和小米中还含有较多的类胡萝卜素，小麦胚粉中含有丰富的维生素E。
谷类中的维生素主要分布在糊粉层和胚芽中，因此谷类加工越细，维生素损失就越多。玉米含烟酸较多，但主要为结合型，不易被人体吸收利用，故以玉米为主食的地区居民容易发生烟酸缺乏病（癞皮病），但玉米被加碱熬煮后，在碱性环境下，部分结合型烟酸可分解为游离型烟酸而有利于人体吸收，因此这是以玉米为主食的地区预防烟酸缺乏的一个良好办法。
（五）矿物质
谷类中所含矿物质为1.5%～3%，包括钙、磷、钾、钠、镁及一些微量元素。其中小麦胚粉中除铁含量较低外，其他矿物质含量普遍较高；在莜麦粉、荞麦、高粱、小米和大麦中铁的含量较为丰富；在大麦中，锌和硒的含量较高。谷类中的矿物质同维生素一样，也是主要分布在谷皮和糊粉层中。
谷类中的矿物质含量与产地密切相关，不同产地由于土壤的矿物质含量差别较大，导致谷类中的矿物质含量差异很大，特别是硒、锌等微量元素的差异更大。另外需要注意的是，由于近年来某些地区土壤污染较严重，导致谷类食物中重金属超标的现象不时发生，长期食用重金属超标的谷类食物，例如，镉超标的大米会对机体构成实质性损害，甚至引起重金属中毒，而预防这种情况发生的方法除了严格进行土壤和灌溉用水的监测外，购买不同产地的谷类食物也可以降低重金属损害的风险。