穀類中普遍缺少的必需氨基酸是賴氨酸，其次是蛋氨酸和苯丙氨酸，小米和小麥中賴氨酸最少，玉米中既缺賴氨酸，又缺色氨酸。因此作為“主食”的穀類食品，在食用時最好是混合食用，相互搭配，以提高蛋白質的營養價值。
例如二米粥，即將大米及小米按1∶1等量混合煮粥。北方人民的主食中有一種稱作“窩窩頭”的食品，一般是用玉米麵製作。經研究若用玉米粉、小米粉和豆粉混合面製作窩窩頭，生物價可以提高。當它們單獨食用時，生物價分別為60、57和64;混合後，提高到73，接近於豬肉蛋白質的生物價74。再如蕎麥中缺少精氨酸、酪氨酸，而牛奶中卻富含這兩種氨酸。所以蕎麥與牛奶混食為好。由於穀類食物和小麥、大米中的賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸含量較低，而燕麥(麥片)中此類氨基酸卻較高，因此可以將大米與燕麥、麵粉與燕麥搭配食用。
穀類的脂肪含量少，但質量好。大米脂肪為0.5～1%，糯米為2%左右，小米為4%，燕麥為7%，玉米含量為5%左右。穀類的脂肪油大部分為不飽和脂肪酸，還有少量磷脂。例如玉米油中，亞油酸含量高達60%，是動脈硬化症、冠心病、脂肪肝、肥胖症和老年人理想的食用油。據調查，凡長期食用玉米油者，血中膽固醇含量均下降，病情顯著改善;而同樣條件下食用動物油者，血清膽固醇平均升高1.64mmol/L。穀類的脂肪主要集中於谷胚和穀皮部分。小麥、玉米胚芽含有大量油脂，不飽和脂肪酸佔80%以上。
穀類的維生素大部分存在於谷胚及表層。長期食用精製大米和麵粉的人，可造成B族維生素、尤其是維生素B1缺乏。穀類是人們膳食中維生素B，特別是硫胺素和尼克酸的重要來源，穀類食物中缺少維生素C、維生素D和維生素A。唯有小米和玉米中含有少量的胡蘿蔔素。而穀類的胚芽中，含有較多的維生素E。由於穀類所含有維生素大部分為水溶性維生素，所以在淘洗時應特別注意，不可用力搓洗，否則谷表層易損失，維生素B也易流失。浸泡時間越長，淘米次數越多，維生素的損失也就越多。
穀類食物中含無機鹽約為1.5～3%，主要為磷和鈣，它們的分佈和纖維素常是平行的，主要集中在穀皮及糊粉層。
