馒头的主要营养成分包括碳水化合物、淀粉、蛋白质、多种微量元素、维生素等，全麦馒头额外含有膳食纤维。

面团发酵过程中，酵母菌分泌植酸酶，分解植酸，使面粉中的钙、铁、镁、锌等微量元素利用率上升；乳酸菌产生乳酸，使多种矿物质形成更可融的乳酸盐，提高其利用率；此外还产生B族维生素，增加氨基酸含量，提高馒头的营养价值。