小米具有补充营养、促进消化、辅助控糖、改善睡眠、增强免疫力等作用。小米含有丰富的碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、B族维生素及矿物质，适合作为日常主食或辅食。
小米富含优质蛋白、维生素B1、维生素B2及钙、铁、锌等矿物质。每100克小米含蛋白质约9克，高于大米，且含有人体必需的8种氨基酸。其铁含量为大米2-3倍，适合贫血人群食用。小米中的磷元素有助于骨骼健康，镁元素可参与能量代谢。
小米含有的膳食纤维能刺激胃肠蠕动，帮助预防便秘。其淀粉颗粒较小，更容易被消化酶分解，适合胃肠功能较弱者。小米粥表层形成的米油具有保护胃黏膜的作用，可缓解胃酸过多引起的不适。发酵后的小米制品如小米醋，含有益生菌进一步助消化。
小米属于低血糖生成指数食物，其碳水化合物释放速度较慢，有助于稳定餐后血糖。含有的铬元素可增强胰岛素敏感性，适合糖尿病患者作为主食替代部分精米白面。建议搭配蔬菜、豆类食用，延缓糖分吸收效果更佳。
小米中含有的色氨酸是合成褪黑素的前体物质，有助于调节睡眠周期。其丰富的B族维生素可维持神经系统正常功能，缓解焦虑情绪。传统中医认为小米性微寒，具有安神功效，睡前适量食用小米粥对改善失眠有一定帮助。
小米中的锌元素参与免疫细胞增殖分化，硒元素具有抗氧化作用。含有的多酚类物质可清除自由基，降低炎症反应。维生素E和B族维生素共同维持皮肤黏膜屏障功能，减少病原体入侵概率。产后妇女及体虚者常用小米调养体质。
建议将小米与豆类、坚果搭配提高蛋白质利用率，避免长期单一食用。胃肠敏感者初次食用需少量尝试，确认无腹胀等不适后再增量。发芽小米营养价值更高，可提前浸泡催芽后烹饪。储存时需密封防潮，避免霉变产生有害物质。
