一、蛋白质和矿物质
黑麦蛋白质含量约为17%左右，其组成氨基酸含量普遍高于普通小麦，其中苯丙氨酸约是普通小麦6倍多，色氨酸含量更约是普通小麦的15倍。黑麦矿物质含量也很丰富，而且普遍高于普通小麦，含钙量是普通小麦的4倍，铁是其12倍，镁更是其15倍，另外还富含硒元素和碘元素，因此黑麦也被称为补钙麦、补血麦和富硒麦等。
二、膳食纤维
膳食纤维被誉为“第七大营养素”，对于人体健康十分有益。黑麦的膳食纤维具有两大特点，一方面，黑麦膳食纤维的含量很高，是普通浅色小麦的3倍左右，而且也远超过人们常吃的食物中膳食纤维含量；另一方面，在健肠胃、助消化和防抗癌等作用上，黑麦的膳食纤维也是高居所有谷物膳食纤维之首，同时远远超过水果和蔬菜膳食纤维。
三、木酚素
木酚素，又称木脂素，是组成纤维类复合物的一类多酚化合物，也是植物雌激素的一种。黑麦中木酚素含量较高，而且同时包含开环异落叶松树脂酚和乌台树脂酚两种成分，这是一个与普通小麦的重要区别点，因为普通小麦虽然也含有一定量木酚素，但其中成分仅为开环异落叶松树脂酚。大量研究证实，开环异落叶松树脂酚和乌台树脂酚在人体内可以转变成肠内酯和肠二醇，进而发挥非常良好的防癌抗癌作用，尤其是对于前列腺癌、大肠癌和乳腺癌的防抗效果非常好。
四、阿魏酸
阿魏酸，具有很强抗氧化活性，因为阿魏酸对过氧化氢、超氧自由基、羟基自由基和过氧化亚硝基等都有强大的清除作用，另一方面还可以抑制产生自由基的酶，促进抗氧化酶的产生。同时，阿魏酸还能保护体内细胞免受过氧化物的侵袭，尤其是羟基自由基和一氧化氮造成的氧化损伤。
五、烷基间苯二酚
烷基间苯二酚（ARs）由国外学者温克特等首次在麦类中发现的一类特殊的酚类化合物。在所研究的诸多谷物里，仅黑麦及小麦等麦类中含有大量的ARs。ARs具有多种重要的生物活性作用，如抗细菌（革兰氏阳性菌）、抗肿瘤、抗氧化和稳定细胞膜等，还可以作为食用全麦食品的生物标记，用于测定血浆ARs成分可以用来鉴别全麦食品。
六、益生元成分
黑麦，尤其是黑麦麸，含有极为丰富的果聚糖、戊聚糖、β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖等，这些都属于难消化碳水化合物，虽然这些成分难以被人体消化，但却具有非常重要的益生元特性，调节肠道菌群平衡，降低血中胆固醇、降低餐后血糖的作用，同时还能增加胃肠到的蠕动，促进有害物质排出，对预防肠道疾病具有良好的作用。