穀類的營養成分主要包括以下幾個方面：
蛋白質。穀類中的蛋白質含量通常在7.5%到15%之間。這些蛋白質主要由谷蛋白、白蛋白、醇溶蛋白和球蛋白組成。穀類蛋白質的必需胺基酸組成並不平衡，尤其是賴氨酸含量較低。為了提高穀類蛋白質的營養價值，通常採用與富含賴氨酸的食物如豆類進行蛋白質互補的方法。
碳水化合物。穀類的主要碳水化合物是澱粉，含量在70%以上。還包含少量的糊精、果糖和葡萄糖等。澱粉分為直鏈澱粉和支鏈澱粉，直鏈澱粉約占20%到25%。
脂肪。穀類的脂肪含量相對較低，大約在1%到4%之間。米糠、玉米和小麥胚芽是提取穀物脂肪的主要來源，其中含有大量不飽和脂肪酸和維生素E。
礦物質。穀類的礦物質含量大約在1.5%到3%之間，主要包括磷、鈣等元素。這些礦物質多以植酸鹽的形式存在，導致其消化吸收率較低。
維生素。穀類是B族維生素的重要來源，如維生素B1、維生素B2、煙酸、泛酸和維生素B6等。黃玉米和小米還含有少量的胡蘿蔔素。
此外，過度加工的穀物會導致營養成分的大量損失，尤其是維生素。因此，對精白米、面進行營養強化是克服其缺陷的有效方法之一。