芝(zhi)麻是一種(zhong)重要的(de)油(you)料作物，在其籽(zi)粒的(de)成分中，油(you)分占了一半(ban)以(yi)上，其次是蛋(dan)白質，約占22%。碳水化合物的(de)含(han)量很(hen)少。

芝麻油(you)脂(zhi)是(shi)由多種脂(zhi)肪酸(suan)(suan)和(he)甘(gan)油(you)形(xing)成的甘(gan)油(you)酯，其中的脂(zhi)肪酸(suan)(suan)以油(you)酸(suan)(suan)和(he)亞油(you)酸(suan)(suan)為(wei)主(zhu)，分別占到脂(zhi)肪酸(suan)(suan)總量(liang)的45.4%和(he)40.4%。由于含(han)有特(te)殊的吡嗪、呋喃、醛、酮、醇、酸(suan)(suan)、脂(zhi)等成分， 所(suo)以具有特(te)別的香味。

芝(zhi)麻(ma)的(de)油分是由光(guang)合(he)作用(yong)(yong)所生(sheng)成的(de)碳(tan)水化(hua)(hua)合(he)物(wu)在各種(zhong)生(sheng)物(wu)酶的(de)作用(yong)(yong)下，經過復雜的(de)生(sheng)物(wu)化(hua)(hua)學反應形(xing)成的(de)。當芝(zhi)麻(ma)開花受精以后，在其籽粒灌漿的(de)同(tong)時(shi)，葉(xie)片和其他光(guang)合(he)器官光(guang)合(he)作用(yong)(yong)所產生(sheng)的(de)碳(tan)水化(hua)(hua)合(he)物(wu)就被源(yuan)源(yuan)不斷地輸送到籽粒中(zhong)， 在酶的(de)作用(yong)(yong)下， 轉化(hua)(hua)為磷酸丙(bing)糖。

磷(lin)酸(suan)(suan)丙(bing)糖再在酶的(de)(de)作用下，一部分還原為甘(gan)(gan)油(you)，一部分轉化(hua)為活性醋酸(suan)(suan)后， 再進一步轉化(hua)為脂肪酸(suan)(suan)。然后，在脂肪酶的(de)(de)催(cui)化(hua)下，脂肪酸(suan)(suan)與甘(gan)(gan)油(you)合(he)成為甘(gan)(gan)油(you)酯，也就是(shi)芝麻油(you)。芝麻油(you)分在籽粒中的(de)(de)積(ji)累過(guo)程，是(shi)與籽粒灌(guan)漿同步進行的(de)(de)。因此這一過(guo)程也與籽粒灌(guan)漿一樣，先慢后快再慢，呈(cheng)-S形曲線。

據中國農科院油料作物研究所的觀測，在芝麻開花后的前10天，其籽粒內油分積累很少，開花后10天～30天，油分在不斷增加，但以開花后15天～20天增加最快。到開花后30天達到極大值， 以后反有下降趨勢。由于在芝麻油的形成過程中，必須有許多生物酶的參與，而磷與鉀元素是這些酶的必不可少的成分或活化劑，因此芝麻和其他許多油料作物一樣，特別喜歡磷、鉀肥。
芝麻籽粒的含油量，因品種不同有很大差異，含油量高的品種可達到60%左右， 而含油量低的品種僅45%左右。同一芝麻品種的含油量因受氣候和栽培條件影響而有差異，一般說來，溫度高，日照充足，水肥供應良好，不但有利于芝麻籽粒灌漿，也有利于其油分積累。而低溫寡照、旱澇災害則會使芝麻油分大幅度下降。據研究，芝麻開花至成熟期間的積溫在1700度時，可以保持品種固有的含油量，積溫在1400℃以下時，其含油量就明顯下降；水分對芝麻種子油分的形成也起著重要作用，在芝麻生長過程中，土壤水分和大氣濕度過大或過小都會嚴重降低種子的含油量；增施磷鉀肥可以提高種子的含油量。