小麥淀粉的物理結構是一種復合體。固態核磁共振對小麥淀粉測定結果表明,當加水量達到35%時,小麥淀粉粒的內部可分為三個相態:一是主要由支鏈淀粉構成的雙螺旋淀粉鏈晶體區,二是含脂類復合物的近乎固態的不定形區,三是與支鏈淀粉中的支狀區相結合的完全不定形的液態區域。在研究了小麥淀粉的三維結構,結果發現,小麥淀粉粒有兩種不同的內部結構,從其溝槽處被分成兩部分,一個中心臍點區和一個周圍層疊區,且淀粉粒的表面骨架與內部結構有所不同。
小麥淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成,支鏈淀粉大部分集中于小麥淀粉顆粒的外部,而支鏈淀粉大部分集中于小麥淀粉顆粒的內部。在小麥淀粉中,支鏈淀粉約占淀粉磷脂與直鏈淀粉形成脂一淀粉雙螺旋體復合物,微量的蛋白質中的主要結合蛋白質稱為“粒結合淀粉復合酶”(GBSS)或“蠟狀蛋白質”,有機揮發性物質中乙醛的含量高,其它依次為乙醇、酮類、苯、醋和萜烯類物質等。