大米中所含有的营养素主要是碳水化合物，此外还有部分水分、蛋白质、脂肪、维生素B族以及有机物质。
一、碳水化合物：大米的碳水化合物主要为淀粉，在咀嚼时会受唾液淀粉酶作用而分解为糖类，从而可为身体提供一定的糖分与热量。
二、蛋白质：其蛋白质主要是米谷蛋白，其次是米胶蛋白和球蛋白。大米中蛋白质和氨基酸含量较其他谷类高且更易被人体吸收，但其中赖氨酸和苏氨酸含量较少，致使大米蛋白质属于不完全蛋白质，营养价值不如动物蛋白质。
三、脂肪：脂肪含量约为1.3%至1.8%，脂肪中亚油酸含量在所有谷物中较高，占全部脂肪的34%，比菜籽油和茶油分别多2至5倍。
四、其他营养：大米中60%至70%的维生素、矿物质和大量人体必备的氨基酸分布在谷皮、糊粉层、胚芽等外层组织，但大米加工时经过清选、去杂、碾白、抛光等步骤会导致营养成分严重流失，烹饪时经淘洗后基本就只剩碳水化合物了。
总结：大米主要含碳水化合物，还有其他多种营养物质，但加工和烹饪过程会使其营养流失。