芝麻內含豐富的脂肪油， 含油率為45%～58%。 油中主要成分為不飽和脂肪酸， 占85%～90%， 其中油酸和亞油酸基本上各占一半， 其優點是穩定性強， 較好保管， 這是因為油中含有一種天然抗氧化劑芝麻酚的緣故。
芝麻油中還含有蛋白質、芝麻素、脂麻酚、維生素E、卵磷脂、蔗糖及鈣、磷、鐵等， 是一種營養豐富的食油。 古時人們把芝麻與芝麻油， 當成“仙人”食品， 認為它有延年益壽的作用。
芝麻油香味濃郁、清雅， 誘人食欲， 是其他的植物油所難以比擬的。 芝麻油為什麼會有香味呢？原來芝麻裡含有芝麻素， 在炸油炒芝麻時， 芝麻素分解為脂麻酚和一些芳香族化合物。
芝麻油除可用於潤腸通便， 而且是一種促凝血藥， 可用於治療血小板減少性紫癜， 成人每次口服8～10毫升， 兒童減半， 一日3次， 10～20天為一療程， 有一定效果。 芝麻醬， 小兒常食， 有防治營養不良、缺鐵性貧血的作用。
