芝麻含有丰富的油脂和蛋白质，具有很高的食用价值。芝麻皮中含有2%~3%的乙二酸，有很大的苦味，需去皮后食用。芝麻籽粒含油率在50%左右。
芝麻油有独特的香味，故又称为香油。芝麻油在高温加热烹调后会失去香气。因此，小磨香油等未经精炼的芝麻油不宜高温加热，更适合做凉拌菜，或在菜肴烹调完成后用来提香。
根据我国芝麻油国家标准（GB8233-2008），芝麻油中主要的脂肪酸含量由高到低分别为亚油酸36.9%～47.9%、油酸34.4%～45.5%、棕榈酸7.9%～12.0%、硬脂酸4.5%～6.7%、亚麻酸0.2%~1.0%。
它的脂肪酸组成特点是单不饱和脂肪酸（油酸）含量较高，单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的比例接近于理想的1：1。但ω-3型多不饱和脂肪酸（亚麻酸）含量很低是芝麻油的缺点。因为香油无需精炼（大槽油除外），所以它能更多保留芝麻中原有的营养物质。芝麻油含丰富的维生素E以及芝麻酚、芝麻素、芝麻林素等木酚素类植物化学物质。芝麻油是一种营养品质较高的食用植物油。
芝麻油含有的芝麻酚、芝麻素、芝麻林素等木酚素类化合物，这些物质以及维生素E的共同作用是抗氧化，可以保护芝麻油中的多不饱和脂肪酸，使之免于被氧化，这也是芝麻油要比其他植物油更稳定的原因。
芝麻素，是芝麻中含量最大的木酚素类化合物。在芝麻油中的含量为0.4％~l.0％。芝麻素具有优良的抗氧化作用，具有抗衰老、抗癌、调节血脂和血压、保护肝脏、调节免疫等诸多生理功效。研究表明，芝麻素具有促进酒精代谢以及促进脂肪酸β氧化的效果，能排除酒精及化学物质，减轻酒精及其代谢物对肝脏的损害，降低肝功能损伤，缓解肝脏脂肪变性，对肝脏具有保护作用。
芝麻酚在芝麻油中的含量还不到0.01%，但其抗氧化作用却是最强的，具有调节血脂、降低血压、抗动脉硬化、增强免疫力、抗衰老、抗癌等多种生理作用。从芝麻油中提取的芝麻酚除被应用于食品外，还被用于合成治疗高血压、冠心病、老年抑郁症的药物。
市面上有多个类型的芝麻油产品，虽然都是芝麻油，但其品质和价格却有较大差距。常见的芝麻油产品有芝麻香油（包括小磨香油和机制香油）、普通芝麻油、芝麻调和油等。
芝麻香油（香油）是指焙炒过的芝麻籽采用压榨、压滤、水代等（不包括用有机溶剂浸出）工艺制取的芝麻油，它的显著特点是有浓郁的香味。按加工工艺不同，芝麻香油分为小磨香油和机制香油两种。
小磨香油简称小磨油，又称小磨麻油。它以芝麻为原料，用水代法加工制取，具有浓郁的独特香味，是良好的调味油。用水代法加工制取小磨香油在我国已有四百多年历史。小磨香油主要用作佐餐调味，也是一些传统特色食品糕点的主要辅料。小磨香油不但香味浓郁，营养价值也最好，因为它很好地保留了芝麻籽中原生营养成分，如维生素E、芝麻酚等。
购买芝麻油要仔细查看食品标签。小磨香油标注的加工工艺只能是水代法；芝麻香油标注的加工工艺为压榨、压滤或水代；成品芝麻油（普通芝麻油）标注的加工工艺为浸出发。
检查外观。芝麻香油具有浓郁或显著的香味，普通芝麻油（成品芝麻油）虽然也有芝麻固有的气味但香味不是很明显。纯香油呈淡红色（红铜色）或红中带黄，如掺入其他油，色就不同。还可以用筷子醮一滴香油滴到平静的水面上，纯香油会呈现出无色透明的薄薄的大油花，掺假的则会出现较厚较小的油花。
最后要特别注意芝麻调和油。一般芝麻调和油产品都会在标签配料表中注明芝麻油和其他植物油。而真正的芝麻油配料表中只有芝麻油（或芝麻），没有其他原料。按照芝麻油国家标准（GB8233-2008）的要求，芝麻油中不得掺有其他食用油，也不得添加任何香精和香料增香。所以“芝麻调和油”、“芝麻调和香油”之类的产品有“名不正言不顺”之嫌。
此外，“现榨麻油”即当众制作，当众试味闻香的芝麻油也有造假的。常用的伎俩是“调包计”或暗中加香精增香。就算没有掺假，这种现榨的香油也不卫生，从制油加工过程到盛油的容器都没有经过消毒处理。
