芝麻含碳水化合物約14%，主要是葡萄糖和果糖。此外，還有半乳糖、蔗糖、棉子糖、水蘇糖和芝麻糖。芝麻糖還富含B族維生素和維生素e，還含有菜油甾醇、豆甾醇和谷甾醇。木聚糖是芝麻中重要而特殊的微量成分，與芝麻油的氧化穩定性有很大關系。
黑芝麻具有滋補肝腎、潤五臟、益氣生肌、填腦髓的作用。可用於治療肝腎精血不足引起的頭暈目眩、頭發早白、脫發、腰膝酸軟、四肢無力、行走困難、五臟不足、皮膚幹燥、便秘等，烏發養顏的功效眾所周知。