从古代印加帝国时期开始，人们便认识到藜麦优异的营养特性，不仅发展中国家，发达国家也意识到了其营养价值的重要性。藜麦比大部分谷类作物具有更高的营养价值，含有优质的蛋白质和大量碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质，外胚乳、胚和胚乳是其种子储藏养分的3个区域。

藜麦籽实的平均蛋白质含量为12%～ 23% ，远高于大麦、水稻和玉米，与小麦相当。此外，必需氨基酸组成合理，含有多种氨基酸，赖氨酸（5.1%～6.4%）和甲硫氨酸（0.4%～1.0%）含量较高。在联合国粮食及农业组织和世界卫生组织(WHO)等推荐的成人营养蛋白质来源中，藜麦蛋白质能提供大约180%的组氨酸，274%的异亮氨酸，338%的赖氨酸，212%的甲硫氨酸和半胱氨酸，320%的苯丙氨酸和酪氨酸，331%的苏氨酸，228%的色氨酸，以及323%的缬氨酸。淀粉是藜麦籽实中最重要的碳水化合物， 占其干重的58.1%～ 64.2%，由直链淀粉和支链淀粉组成。其中支链淀粉含量为3%～ 20%，直链淀粉比例非常低。藜麦淀粉高度分支，最小聚合度为4600个葡萄糖单位，最大为161 000个葡萄糖单位，平均为70 000个葡萄谷物淀粉。藜麦的总膳食纤维与谷物相近(7%～ 9.7%)，可溶性纤维含量为1.3%～ 6.1%。

藜麦籽实的灰分含量(3.4%)高于水稻(0.5%)、小麦(1.8%)及其他传统禾谷类作物。藜麦籽实富含大量矿质营养，如钙、铁、锌、铜和锰，钙(874mg/kg)和铁(81mg/kg)含量明显高于大多数常见谷物。矿质营养磷、钾和镁等主要集中在胚中，钙和磷在果皮中含量较高，并与细胞壁中的果胶物质以络合形式存在。丰富的矿物质含量对儿童和成人都具有重要作用，钙、铁分别有益于骨骼发育和血液功能。

藜麦籽实的油脂含量为1.8%～ 9.5%，平均5.0%～7.2%，明显高于玉米（3%～4%），并富含必需脂肪酸，如亚油酸和亚麻酸等。藜麦还富含天然抗氧化剂，如α－生育酚和γ-生育酚，藜麦的抗氧化活性应引起医学研究者的特别关注。

关于藜麦维生素含量的报道较少，报道了藜麦籽实中含有丰富的硫胺素(0.4mg/100g)、叶酸(78.1mg/100g)和维生素C(16.4mg/100g)，测定的维生素B2和胡萝卜素含量均为0.39mg/100g。由此可见，藜麦维生素B2、α－生育酚（维生素E）和胡萝卜素含量高于小麦、大米和大麦。100g藜麦籽实能提供0.2mg维生素B6, 0.61mg泛酸，23.5 μg叶酸和7.1 μg生物素。最近的文献也证明，藜麦富含维生素A、B2和E。

然而，在藜麦籽实中也发现了几种抗营养物质，如皂苷、植酸、单宁和蛋白酶抑制剂，当它被用作主要膳食来源时，这些抗营养因子对单胃动物有不利的影响。

藜麦叶子中含有大量灰分(3.3%)、丰富纤维(1.9%)、维生素E( 2.9rnga-TE/100g)和钠(289mg/100g) 。Prakash等(1993)研究表明，藜麦叶片中含有82～190mg/100g类胡萝卜素、1.2～2.3g/kg维生素C及27～30g/kg蛋白质。对其叶片质量参数的最新研究表明，藜麦叶片类胡萝卜素含量丰富( 230.2～669.6mg/kg)，远高于菠菜、苋菜和藜。