小米是一種營養豐富的食物，每100克小米中含有大約358千卡的熱量、9.7克蛋白質、3.5克脂肪、77克碳水化合物、292微克維生素A、400微克維生素B、865毫克磷、395毫克鈣、5毫克鐵、4毫克鋅、1.4毫克DHA等。此外，小米還含有豐富的維生素B1、維生素B2、煙酸、鎂、銅、錳、鋅、硒等營養成分。小米中的碳水化合物含量為72%~79.5%，主要成分是澱粉，大約為59.4%~70.2%，其中80%~85%是支鏈澱粉。
小米的蛋白質含量較高，平均為12.71%，有些品種的蛋白質含量甚至可以達到20.82%。小米中含有17種胺基酸，包括人體必需的8種胺基酸，其中亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸及纈氨酸含量較高，賴氨酸含量較低。
此外，小米還含有類雌激素物質，對脾胃虛弱導致的嘔吐、乏力等問題有一定的輔助治療作用。