谷类中普遍缺少的必需氨基酸是赖氨酸，其次是蛋氨酸和苯丙氨酸，小米和小麦中赖氨酸最少，玉米中既缺赖氨酸，又缺色氨酸。因此作为“主食”的谷类食品，在食用时最好是混合食用，相互搭配，以提高蛋白质的营养价值。
例如二米粥，即将大米及小米按1∶1等量混合煮粥。北方人民的主食中有一种称作“窝窝头”的食品，一般是用玉米面制作。经研究若用玉米粉、小米粉和豆粉混合面制作窝窝头，生物价可以提高。当它们单独食用时，生物价分别为60、57和64;混合后，提高到73，接近于猪肉蛋白质的生物价74。再如荞麦中缺少精氨酸、酪氨酸，而牛奶中却富含这两种氨酸。所以荞麦与牛奶混食为好。由于谷类食物和小麦、大米中的赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸含量较低，而燕麦(麦片)中此类氨基酸却较高，因此可以将大米与燕麦、面粉与燕麦搭配食用。
谷类的脂肪含量少，但质量好。大米脂肪为0.5～1%，糯米为2%左右，小米为4%，燕麦为7%，玉米含量为5%左右。谷类的脂肪油大部分为不饱和脂肪酸，还有少量磷脂。例如玉米油中，亚油酸含量高达60%，是动脉硬化症、冠心病、脂肪肝、肥胖症和老年人理想的食用油。据调查，凡长期食用玉米油者，血中胆固醇含量均下降，病情显著改善;而同样条件下食用动物油者，血清胆固醇平均升高1.64mmol/L。谷类的脂肪主要集中于谷胚和谷皮部分。小麦、玉米胚芽含有大量油脂，不饱和脂肪酸占80%以上。
谷类的维生素大部分存在于谷胚及表层。长期食用精制大米和面粉的人，可造成B族维生素、尤其是维生素B1缺乏。谷类是人们膳食中维生素B，特别是硫胺素和尼克酸的重要来源，谷类食物中缺少维生素C、维生素D和维生素A。唯有小米和玉米中含有少量的胡萝卜素。而谷类的胚芽中，含有较多的维生素E。由于谷类所含有维生素大部分为水溶性维生素，所以在淘洗时应特别注意，不可用力搓洗，否则谷表层易损失，维生素B也易流失。浸泡时间越长，淘米次数越多，维生素的损失也就越多。
谷类食物中含无机盐约为1.5～3%，主要为磷和钙，它们的分布和纤维素常是平行的，主要集中在谷皮及糊粉层。
