به نقل از دشت گلستان دانه برنج از پوسته، پوشش گندمه، اندوسپرم و جنین تشکیل شده است. اندامهای مولد دانه در برنج شامل خوشه و خوشه چه است که در واقع ساقه های تغییر شکل یافته هستند. برنج گیاهی خودگشن (خودبارور) است که درصد بسیار اندکی (کمتر از ۵ درصد) دگرگشنی دارد. رطوبت نسبی در طول دوره گلدهی بسیار مؤثر است. مناسب ترین رطوبت نسبی هوا در زمان گل دهی ۷۰ تا ۸۰ درصد است. در رطوبت نسبی کمتر از ۴۰ درصد و بیشتر از ۹۵ درصد گل دهی متوقف و تلقيح صورت نمی گیرد.
مهم ترین ترکیب شیمیایی دانه برنج را نشاسته تشکیل می دهد که ۹۰ درصد وزن خشک دانه را شامل می شود. نشاسته دانه برنج از دو بخش آمیلوز و آمیلوپکتین تشکیل شده است. این دو جزء، کیفیت غذایی برنج را تعیین می کنند. برنج هایی که فاقد آمیلوز هستند برنج های مومی (واکسی) یا برنج های گلوتینی تلقی می شوند. در برنج های غیر گلوتینی، حدود ۸ تا ۳۷ درصد نشاسته را آمیلوز تشکیل می دهد. شرایط آب و هوایی می تواند مقدار آمیلوز دانه را تغییر دهد.
ارقامی از برنج که دارای آمیلوز بالا (بیش تر از ۲۵ درصد) هستند پس از پخت خشک می شوند، اما ارقام با آمیلوز متوسط (۲۰-۲۵ درصد) بعد از پخت و سرد شدن نرم باقی می مانند. این دسته معمولا دارای پذیرش بیشتری نزد مصرف کنندگان ایرانی هستند. ارقامی که دارای آمیلوز کمتر از ۲۰ درصد باشند (مانند بیشتر ارقام گرده) پس از پخت حالت چسبنده به خود می گیرند. پروتئین از دیگر ترکیبات دانه برنج است. مقدار پروتئین برنج سفید از ۵ تا ۱۶ درصد متغیر است و تحت تأثیر شرایط محیطی قرار می گیرد. ارقام زودرس در مقایسه با ارقام دیررس معمولا پروتئین بالاتری دارند. در میان غلات، پروتئین برنج از کیفیت بالایی برخوردار است.
