小米中含有醣類、維生素B群、維生素E、鈣、磷、鐵、鉀等營養素。同等重量的小米中含有的鐵量遠比白米高1倍，維生素更比白米高出2至7倍。一般糧食中不含有的胡蘿蔔素，小米則每100克含量達0.19毫克。

小米唯一缺的是蛋白質的成分不完整，賴胺酸含量偏低，因此小米不適合3餐都當成主食來食用，如果搭配蛋白質成分佳的藜麥，豆類，紫米，蔬菜等一起熬煮，比較能達到營養均衡。

洗小米時如果用力搓洗或掏洗太多次，會使小米外層的營養素流失。先把小米放入冷水中，慢慢淘洗，把雜質濾掉後撈起。

小米可單獨熬煮成小米粥，亦可添加蔬菜（地瓜、山藥、百合、四季豆），菌菇類（香菇、金針菇），豆類（黑豆、黃豆、紅豆、綠豆、薏仁、花生）又或大棗，枸杞、蓮子、紫米、大米等，熬成各種風味不同的營養鹹粥或甜品。這樣粥中就富含豐富的碳水化合物、蛋白質、脂肪、微量元素和維生素，最適宜食慾欠佳，腸胃不好以及貧血的人食用。另外小米也可以磨成小米粉，跟麵粉混在一起，製做美味營養健康的糕點。

中醫認為小米味甘咸，有清熱解渴、健胃除濕、和胃安眠等功效。《本草綱目》說，小米“治反胃熱痢，煮粥食，益丹田，補虛損，開腸胃。”