黑米外皮含花青素類色素，此色素本身具強效抗老化作用。研究指出，米粒色澤越深，表皮色素抗老化效果越顯著，黑米色素作用力居各米種之冠。此外，此色素富含類黃酮活性物質，含量逾白米五倍以上，對預防動脈硬化具顯著功效。
黑米同時富含膳食纖維，且澱粉消化速度較慢，故其血糖指數僅55（白米為87）。因此食用黑米不會像白米般導致血糖值劇烈波動。黑米所含的鉀、鎂等礦物質，對調節血壓及降低心腦血管疾病風險亦具功效。糖尿病患者與心血管疾病患者，建議將黑米納入飲食療法中。
為保留更多營養，黑米通常在脫殼後以糙米狀態直接食用。這種粗糙口感的黑米最適合煮粥。煮粥時若想快速煮軟，建議事先浸泡讓米粒充分吸水。為避免浸泡時黑米色素溶出，浸泡前請以冷水輕輕沖洗（切勿揉搓）。浸泡用水應連同米粒一同烹煮，切勿棄置以保留營養成分。
黑米具有溫補體質、健胃明目、活血化瘀、清肝潤腸、祛濕補精、補肺舒筋等功效。作為藥膳食材，對眩暈、貧血、白髮、腰膝酸痛、夜盲症、耳鳴等症狀尤具療效。長期食用具延年益壽之效，故有「藥米」「長壽米」之稱。因最適合孕產婦促進血行，亦被譽為「月米」「補血米」，歷代帝王更將其列為宮廷珍饈，尊稱為「貢米」。現代醫學證實，黑米具滋陰補腎、健脾溫肝、補益脾胃、益氣活血、養肝明目等功效。日常食用黑米可有效預防及改善頭暈目眩、貧血、白髮、眼疾、腰膝酸痛、肺燥咳嗽、便秘、排尿困難、腎虛浮腫、食慾不振、脾胃虛弱等症狀。因黑米營養成分主要集中於黑色外殼，建議避免過度精磨，以糙米或標準三等米形式食用為佳。
黑米所含的鋅、銅、錳等礦物質含量高於普通白米，更富含白米缺乏的維生素C、葉綠素、花青素、胡蘿蔔素等成分，故營養價值更勝白米。品質與價格成正比，正因黑米具高食用價值，其價格亦遠高於普通白米。
注意：食用前務必將黑米煮至完全軟爛。因外層種皮堅硬，若未充分煮透，可能因胃酸與消化酵素難以分解而引發消化不良或急性胃腸炎。消化功能較弱者應避免食用未經烹煮的黑米，病後消化功能減弱時建議改以紫米調理體質。