大米中含碳水化合物75%左右，蛋白质7%-8%，脂肪1.3%-1.8%，并含有丰富的B族维生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉，所含的蛋白质主要是米谷蛋白，其次是米胶蛋白和球蛋白，其蛋白质的生物价和氨基酸的构成比例都比小麦、大麦、小米、玉米等禾谷类作物高，消化率66.8%-83.1%，也是谷类蛋白质中较高的一种。
大米蛋白质中赖氨酸和苏氨酸的含量较少，所以不是一种完全蛋白质，其营养价值比不上动物蛋白质。但在午餐和晚餐时食用大米，较面食而言更有利于人们减肥。在我国南方地区人们一般食用大米作为主食，而在北方就有很大的不同。中国大米质量是根据加工精度定等的。加工精度指大米背沟和粒面留皮程度。根据国家标准《大米GB1354-2009》规定，大米按其加工精度分为一等、二等、三等、四等4个等级。