向日葵饼粕的营养价值主要取决于脱壳程度，利用向日葵榨油时，一般脱壳程度不等，完全脱壳的向日葵仁饼粕营养价值很高。
(1)粗蛋白质向日葵饼粕粗蛋白质含量不高(约28%~32%)，氨基酸中赖氨酸含量不足(约1.1%~1.2%)，低于棉仁饼粕和花生饼粕。如果脱油过程中加热过度，则赖氨酸损失更大，其营养价值显著降低。蛋氨酸含量相对较高(约0.6%~0.7%)，高于大豆饼粕、棉仁饼粕和花生饼粕。赖氨酸和蛋氨酸的消化率高达90%，与大豆饼粕相当。但总的来说，其必需氨基酸含量低，基本上处于猪鸡需要量的水平线上，已基本失去作为蛋白质补充料的价值。
向日葵饼粕的蛋氨酸含量比豆粕高，而赖氨酸含量却比豆粕低。在玉米一向日葵粕型日粮中添加赖氨酸，能获得较好的效果。但应注意对于羔羊来说，向日葵粕中的含硫氨基酸--蛋氨酸则是第一限制氨基酸。向日葵饼粕的粗纤维含量随壳的比例而不同，脂肪量则随提油方式而不同，热能变化大，但比豆粕低，B族维生素含量比大豆粕高，其烟酸含量相当于谷物籽实中含量的10倍，大约是大豆粕中含量的5.8倍，鱼粉中含量的4倍，溶剂浸出粕泛酸含量也高。其钙、磷含量比一般油粕类高。
(2)可利用能值由于脱壳不净，向日葵饼粕的粗纤维含量有时高达20%，应属于粗饲料，因此可利用能值低，代谢能只有每千克5.94MJ~6.94MJ，猪消化能为7.91MJ/千克左右。脱壳良好的向日葵仁粕粗纤维含量在12%左右，可利用能值高，其代谢能水平可达10.04MJ/千克。
(3)维生素向日葵饼粕中胡萝卜素含量低，但B 族维生素含量丰富，高于大豆饼粕。其中烟酸在所有饼粕类饲料中最高(200 毫克/千克以上)，是大豆饼粕的5 倍多。硫胺素(10 毫克/千克以上)和胆碱(约2800 毫克/千克)含量也很高。
(4)矿物质常量元素钙磷含量较一般饼粕类饲料高，微量元素中锌、铁、铜含量丰富。
(5)向日葵饼粕中的难消化物质，一般认为主要来自于籽壳中的木质素，但有人发现含有4.1%粗纤维的葵仁粕约有5.7%的难消化糖类，而含有7.8%粗纤维的葵仁粕难消化物质，很可能主要是来自于难消化的糖类，这种难消化糖类多形成于高温加工条件，向日葵饼粕中还含有少量的酚类化合物，主要是绿原酸，这是一种对胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性均有抑制作用，约占0.7%~0.82%。DELIC发现，当占用饲料总量的2%的绿原酸喂小白鼠时，小鼠的食量约下降33%，增重下降66%，当绿原酸降到0.3%以下时，可基本消除这些影响，而蛋氨酸和氯化胆碱都能部分抵消这些影响。