Το σουσάμι είναι ιδιαίτερα θρεπτικό και ωφέλιμο, καθώς περιέχει λιπαρές ουσίες σε μεγάλη αναλογία (30-40%). Η σύστασή του ανά 100γρ περιλαμβάνει: 18.6 γρ. πρωτεΐνη, 52.5 gr λίπος, 21.6 γρ. υδατάνθρακες, 3 γρ. φυτικών ινών, 1200 mg ασβεστίου, 540 mg φωσφόρο, 10 mg σιδήρου, 563 θερμίδες.

Επιπρόσθετα, είναι πλούσιο σε βιταμίνες του συμπλέγματος Β, βιταμίνη Ε, μέταλλα και ιχνοστοιχεία, όπως επίσης και σε ορισμένες ουσίες με σημαντικές αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Οι σπόροι του σουσαμιού αποτελούσαν τροφή για τους αρχαίους Έλληνες καθώς επίσης και για άλλους λαούς της Μεσογείου.
Το σουσάμι είναι τρόφιμο με υψηλής βιολογικής αξίας φυτική πρωτεΐνη. Είναι πλούσιο σε αμινοξέα, όπως η μεθειονίνη, η τρυπτοφάνη, η λευκίνη και η αργινίνη, ενώ είναι σχετικά φτωχή η περιεκτικότητά του σε λυσίνη. Η υψηλή θρεπτική του αξία οφείλεται και στα λιπαρά οξέα που περιέχει.