牛肉是一种高蛋白食品，每 100g 牛肉中含蛋白质 20.1g(比猪肉约多 3.3%，比羊肉约多10%)，含脂肪10.2g，还含有钙7mg、铁0.9mg、磷170mg，以及维生素B10.07mg、维生素 B120.15mg、烟酸 6mg 和少量的维生素 A。由于牛肉胆固醇含量和脂肪都比其它肉类食品低，含蛋白质较高，味道鲜美，营养成分易于被人体消化吸收，因而历来深受人们的喜爱。牛肉味甘性温，有安中益气，补脾胃、壮腰腿、消渴及止唾之功能，向来被认为是食疗佳品，享有“肉中骄子”的美称。
美国肉类出口协会曾报道牛肉中维生素 B12是鸡胸肉的 7 倍，铁含量是新鲜菠菜的 14 倍。牛肉中脂肪与同量的鸡、鸭肉或蛋比较含量很少，而且牛肉中一半的脂肪为单元不饱和脂肪酸，和橄榄油中的脂肪酸一样，有 12 种牛肉部位符合美国政府营养指标所规定的脂肪含量低或脂肪含量很低的定义。1998 年以来许多学者相继发现牛肉、牛奶、羊肉、羊奶等瘤胃动物的肉中含有共轭亚油酸（Conjugated LinoleicAcid，CLA），该成分具有抗肿瘤、抗糖尿病、抑制肥胖等多种生理功能。
以牛肉为原料加工成的牛肉干，含有丰富的营养成分，主要为蛋白质和脂肪。每 100g 牛肉干中含蛋白质 45.6g，是新鲜牛肉的 2.3 倍，脂肪含量为 40g，是新鲜牛肉的 4 倍。另外牛肉干中含有钙 43mg，磷 464mg，铁 15.6mg。这些无机成分除能满足人体的营养需要外，还具有重要的生理作用，其中铁的存在形式主要为血红素铁，生物利用率高，不受食物中其他因素的干扰，更有利于人体的吸收。
