稻谷籽粒可分为颖（稻壳）和颖果（糙米）两大部分。

稻谷的颖，包括内颖、外颖、护颖和颖尖（伸长即为芒）四部分。

稻谷脱去内外颖后的果实便是颖果（即糙米）。颖果由皮层、胚乳和胚三部分组成。

稻谷和糙米籽粒各组成部分的重量比例变动很大，因为稻谷的类型、品种、土壤、气候及栽培技术等的不同而变化。一般的情况是：

稻壳：占稻谷的18％～20％，做为胚乳的保护组织，含有大量的粗纤维和结合矿物质（硅），质地坚硬。

果皮和种皮：占稻谷的1.2％～1.5％，含有较多的纤维素、脂肪、蛋白质和矿物质。

糊粉层：占稻谷的4％～6％，糊粉层含有丰富的脂肪蛋白质和维生素等，营养价值比果皮、种皮和珠心层高，但细胞壁较厚，不易消化。

胚乳：占稻谷的66%～70%，由含淀粉的细胞组织组成，细胞内充满淀粉粒，淀粉粒之间填充蛋白质。胚乳含蛋白质和脂肪较少，但确是稻谷籽粒中最有价值的部分。

胚：占稻谷的2％～3.5％，含有较多的脂肪、蛋白质和VB1等，营养价值高。

糙米被碾去部分米糠层，并保留至少80%的米胚的大米，成为留胚米；碾去绝大部分米糠层、米胚和糊粉层就成为日常所见到的大米。

糙米经过发芽处理可生产发芽糙米。

稻谷主要含有碳水化合物、水分、蛋白质、脂类、矿物质和维生素等。

碳水化合物（包括淀粉、纤维素、半纤维素和可溶性糖等）是稻谷的主要成分，约占稻谷的65%左右，其中最多的是淀粉。淀粉主要分直链淀粉和支链淀粉两类。支链淀粉是稻谷淀粉的主要组成部分，糯稻含直链淀粉仅1%～2%，粳稻和籼稻含直链淀粉约8%～28％。

水分是稻谷的重要化学成分，它对稻谷的生理有重大影响，与稻谷和储存和加工关系也很密切。稻谷的水分在14%左右。

蛋白质是构成生命的重要物质基础，在人体和生物的营养方面占有极其重要的地位。稻谷的蛋白质含量一般为8%～10%。谷蛋白是糙米的主要蛋白质（占蛋白质的2/3～4/5），谷蛋白的分布规律是米粒中心部分含量最高，愈向外层含量愈低。米胚和米糠等副产品比成品大米含有更高浓度的赖氨酸和更低浓度的谷氨酸。

脂类（包括脂肪和类脂），脂肪由甘油和脂肪酸组成。脂肪在生物上的最主要功能是供给热量，而类脂对新陈代谢的调节起主要作用，类脂中主要包括蜡、磷脂、固醇等物质。稻谷的脂肪含量约2%，蜡主要存在于皮层脂肪（米糠油）中，含量为米糠油的3%～9%，磷脂占稻谷全脂的3％～12%。

矿物质和维生素，主要因生产时土壤成分的不同以及品种的不同而有差异。稻谷的矿物质主要存在于稻壳、胚和皮层中，而胚乳中含量极少。因此，大米加工的精度越高，矿物质含量就越低。