芝麻粕是芝麻压榨油后的副产品，将其通过溶剂浸出法脱脂后的产品称作脱脂芝麻粕粉。
蛋白质的平均含量在42.5%-47.9%，芝麻饼中各种主要的必需氨基酸含量如蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸和精氨酸含量都高于豆饼、棉籽饼和菜籽饼，且蛋氨酸的含量几乎高出豆饼40%，其他几种氨基酸如苏氨酸、亮氨酸也几乎与豆饼含量一样。
但是缺点在于赖氨酸的含量偏低，仅0.91%，远不及豆饼含量的一半，赖氨酸与精氨酸之比为100:440，这种比例远远超过了理想的100:120的比例，在配方中需要适当添加一部分豆饼、菜籽饼或动物性蛋白饲料以达到氨基酸互补的作用。
芝麻饼中粗脂肪的含量在3.4%-10.3%，而粗纤维的含量低于7%，这个情况会影响食物在肠道内的消化速度，因为粗纤维有助于维持肠道的正常蠕动，如果含量过低可能会影响肠道功能。
芝麻饼中还含有较高的矿物质元素，其中钙、磷较多，但也存在着植酸盐的形式存在，这可能会影响到矿物质的消化和吸收，建议在食用前进行高温蒸炒以破坏其中的部分草酸和植酸（肌醇六磷酸），提高芝麻饼的适口性和降低其对矿物质的吸收率。
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