大米的主要营养成分包括碳水化合物、蛋白质、少量脂肪以及维生素B族、矿物质等微量营养素。
大米中约75％为碳水化合物，主要为淀粉，提供人体所需能量。淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，不同品种大米比例不同，影响口感软硬。糙米因保留外层结构，膳食纤维含量高于精白米。
大米蛋白质含量约7％，虽为不完全蛋白但易消化吸收，适合胃肠功能较弱者。米蛋白中赖氨酸含量较低，建议搭配豆类等食物提高蛋白质利用率。黑米、红米等有色稻米含更多必需氨基酸。
大米脂肪含量不足1％，主要存在于米糠层。糙米含少量不饱和脂肪酸和植物甾醇，精加工后脂肪含量更低。米糠油富含维生素E和谷维素，具有抗氧化作用。
大米含维生素B1、B2和烟酸，但精加工过程损失较多。糙米维生素B1含量是精白米的4倍，长期食用精白米可能引发脚气病。强化大米会额外添加维生素B族营养素。
大米含磷、钾、镁等矿物质，糙米含量更丰富。米中锌、铁等微量元素生物利用率较低，黑米含较多花青素和铁元素。部分地区大米可能存在砷污染风险，建议多样化主食来源。
建议日常选择不同加工精度和品种的大米交替食用，糙米与精白米按1:3比例混合烹煮可兼顾营养与口感。淘洗次数不宜过多，避免维生素流失。糖尿病患者需控制单次摄入量，搭配蔬菜和优质蛋白食物可延缓血糖上升。储存时注意防潮防虫，开封后建议1个月内食用完毕。
