黑芝麻的脂肪组成以不饱和脂肪酸为主。黑芝麻中油脂含量较高，其中油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占据较大比例。这类脂肪酸参与人体正常的脂质代谢过程。每100克黑芝麻中还含有一定量的钙、镁、铁和维生素E。维生素E作为一种脂溶性成分，与黑芝麻中的芝麻素、芝麻林素等木酚素类物质共同存在，这些物质在油脂体系中具有一定的稳定性。
黑芝麻的外壳坚硬，直接食用不易消化吸收。整粒黑芝麻经过咀嚼后，仍有部分颗粒保持完整，其中的营养成分难以被充分释放。将黑芝麻炒熟后研磨成粉或酱，可以破坏其坚硬的外壳结构，使内部营养物质更容易被利用。日常食用时可取一到两勺黑芝麻粉撒在粥、酸奶或面点表面，也可以与核桃、红枣搭配制成芝麻丸。
黑米属于有色稻米品种，其黑色主要来源于种皮中的花青素类物质。与精白米相比，黑米保留了更多的麸皮和胚芽部分，因此膳食纤维、维生素B族以及铁、锌等矿物质的含量相对更高。花青素是一类水溶性色素，遇酸偏红、遇碱偏蓝，在浸泡和蒸煮过程中会自然溶出，使淘米水呈现紫黑色，这属于正常现象，并非人工染色。
黑米需要充分浸泡再煮制，否则口感偏硬。黑米的种皮较厚，直接下锅煮容易导致外层熟了但内部夹生。建议在烹煮前用冷水浸泡2至3小时，或冷藏浸泡过夜，泡米水可连同黑米一同放入锅中，以减少花青素的流失。煮黑米时按照一份米加一份半左右的水量，使用电饭煲的杂粮模式或普通锅具中小火慢煮40至50分钟，煮好的黑米颗粒饱满、口感软糯。
黑芝麻与黑米可以组合成多种日常膳食形式。黑芝麻糊搭配黑米粥是较为常见的组合，也可以将黑米粉与黑芝麻粉混合，加入糯米粉和少量糖，蒸制成黑米芝麻糕。在煮饭时用黑米替代部分白米，按照白米与黑米三比一或二比一的比例混合，既保留了白米的软糯，又增加了黑米的色泽与膳食纤维。需要注意的是，黑芝麻热量较高，每次食用量建议控制在一小勺左右；黑米作为粗粮，消化功能偏弱的人群可适量减少比例，逐步适应。