Khác với các hạt hòa thảo khác, lúa mì có phía lưng và phía bụng. Phía lưng là phía phẳng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt.

Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi. 

Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì (theo % khối lượng toàn hạt)

a) Vỏ

Vỏ là một bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóa học từ bên ngoài. Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose, licnhin, không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ ra càng tốt.

+ Vỏ quả: Gồm một vài lớp tế bào chiếm 4-6% khối lượng toàn hạt. Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt.

+ Vỏ hạt: Chiếm 2¸2,5% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào, lớp ngoài là những tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào không màu ít thấm nước. Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai. Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm.

b) Lớp alơrông

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn có thành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xelluloza, tro, và các vitamin B1, B2, PP.

c) Nội nhũ

Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng và vitamin.

Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp. Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alơrông thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản.

d) Phôi

Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 35% protein, 25% các gluxit hoà tan, 15% chất béo. Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phôi.

Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt