蛋白質子粒中壹般含量9%~11%，其中約有0.28%的賴氨酸，0.11%的蛋氨酸，0.18%的胱氨酸，0.10%的色氨酸，0.37%的精氨酸，0.24%的組氨酸，1.42%的亮氨酸，0.56%的異亮氨酸，0.48%的苯丙氨酸，0，30%的蘇氨酸，0.58%的纈氨酸。高粱子粒中亮氨酸和纈氨酸的含量略高於玉米，而精氨酸的含量又略低於玉米。其他各種氨基酸的含量與玉米大致相等。高粱糠中粗蛋白質含量達10%左右，在鮮高粱酒糟中為9.3%，在鮮高粱醋渣中是8.5%左右。高梁稈及高粱殼的蛋白質含量較少，分別為3.2%及2.2%左右。
高粱蛋白質略高於玉米，同樣品質不佳，缺乏賴氨酸和色氨酸，蛋白質消化率低，原因是高粱醇溶蛋白質的分子間交聯較多，而且蛋白質與澱粉間存在很強的結合鍵，致使酶難以進入分解。
脂肪脂肪含量3%，略低於玉米，脂肪酸中飽和脂肪酸也略高，所以，脂肪熔點也略高些。亞油酸含量也較玉米稍低。高粱加工的副產品中粗脂肪含量較高。風幹高粱糠的粗脂肪含量為9.5%左右，鮮高粱糠為8.6%左右。酒糟和醋渣中分別為4.2%和3.5%。子粒中粗脂肪的含量較少，僅為3.6%左右，高粱稈和高粱殼中含量也較少。
無氮浸出物無氮浸出物包括澱粉和糖類，是飼用高粱中的主要成分，也是畜禽的主要能量來源，飼用高粱中無氮浸出物的含量變化於17.4%~71.2%之間。高粱稈和高粱殼中的粗纖維較多，其含量分別為23.8%和26.4%左右。澱粉含量與玉米相當，但高粱澱粉顆粒受蛋白質覆蓋程度高，故澱粉的消化率低於玉米，有效能值相當於玉米的90~%95%。高粱稈和高粱殼營養價值雖不及精料，但來源較多，價格低廉、能降低飼養成本。
礦物質與維生素礦物質中鈣，磷含量與玉米相當，磷約40%~70%，為植酸磷。維生素中B1、B6含量與玉米相同，泛酸、煙酸、生物素含量多於玉米，但煙酸和生物素的利用率低。據中央衛生研究院(1957)分析，每千克高粱子粒中含有硫胺素，(維生素B)1.4毫克，核黃素(維生素B)0.7毫克，尼克酸6毫克。成熟前的高粱綠葉中粗蛋白質的含量約13.5%，核黃素的含量也較豐富。高粱的子粒和莖葉中都含有壹定數量的胡蘿蔔素，尤其是作青飼或青貯時含量較高。
丹寧屬水溶性多酚化合物，也稱鞣酸或丹寧酸。丹寧具有強烈的苦澀味，影響適口性；丹寧能與蛋白質和消化酶結合，影響蛋白質和氨基酸的利用率。