黑芝麻和白芝麻在营养价值上各有优势，但黑芝麻的整体营养密度更高。黑芝麻的蛋白质、脂肪、矿物质如钙、铁、锌及抗氧化成分含量普遍高于白芝麻，尤其是钙含量约为白芝麻的1.5倍，铁含量更是显著领先。白芝麻的油脂含量略高，但脂肪酸组成与黑芝麻相似，均以健康的不饱和脂肪酸为主。两类芝麻的维生素E含量相当，但黑芝麻特有的黑色素花青素赋予其更强的抗氧化能力。
从具体营养成分分析，黑芝麻的突出优势在于矿物质和植物化学物质。每100克黑芝麻含钙量可达780毫克，接近牛奶的8倍，对骨骼健康更有益；铁含量约为白芝麻的2倍，适合缺铁人群。黑芝麻中的木酚素类物质如芝麻素具有调节血脂、保护肝脏的作用，其含量通常高于白芝麻。白芝麻虽然部分营养素稍逊，但胜在口感温和，适合作为日常调味或榨油原料。两类芝麻均富含膳食纤维和B族维生素，对肠道健康和能量代谢均有助益。
需注意，芝麻的营养差异并非绝对，实际摄入量更重要。两类芝麻均属高热量食物约500-600千卡/100克，每日建议摄入量不超过10-20克。黑芝麻的黑色素可能使部分人产生轻微胃肠刺激，消化功能较弱者宜少量尝试。芝麻外皮的硬纤维素可能影响消化吸收，建议碾碎或研磨后食用。选购时优先选择颗粒饱满、无霉变的产品，密封避光保存以防油脂氧化。特殊人群如胆结石患者需控制摄入量，避免过量脂肪诱发不适。
