טחינה היא אחד המזונות המרוכזים ביותר מבחינה תזונתית: היא מכילה שומן בלתי רווי, חלבון, מגנזיום, ברזל, סידן ומינרלים נוספים. אבל לא כל טחינה זהה, וההבדל החשוב ביותר מתחיל עוד לפני שטוחנים את השומשום - האם השתמשו בזרע שלם או בשומשום מקולף.
טחינה מלאה מיוצרת משומשום שלא הוסרה ממנו הקליפה, ואילו בטחינה רגילה משתמשים בדרך כלל בשומשום מקולף.
הקליפה היא מקור משמעותי למינרלים, ובעיקר לסידן, ולכן טחינה מלאה יכולה להכיל הרבה יותר סידן וגם יותר ברזל ומינרלים נוספים בהשוואה לטחינה משומשום מקולף. מצד שני, היא בדרך כלל כהה יותר, מעט מרירה יותר ולעיתים גם פחות חלקה במרקם.
עם הזמן השמן שבטחינה נפרד באופן טבעי ועולה לחלק העליון של הצנצנת, בעוד שהחלק המוצק שוקע לתחתית. אין כאן קלקול ואין צורך לשפוך את השמן. החלק העליון עשיר יותר בשמן, והחלק התחתון מכיל יחסית יותר מהרכיבים המוצקים של השומשום, ובהם חלבון ומינרלים.
כמחצית ממשקל הטחינה הוא שומן, ולכן היא גם מזון עתיר קלוריות. עם זאת, רוב השומן בשומשום הוא שומן בלתי רווי, בעיקר חומצה אולאית ממשפחת אומגה 9 וחומצה לינולאית ממשפחת אומגה 6. השומשום מכיל גם נוגדי חמצון בשם ליגננים, כמו ססמין וססמולין. מחקרים על שומשום ומוצריו הראו להשפעה חיובית על פרופיל השומנים בדם.
טחינה מספקת מגנזיום, ברזל, אבץ, נחושת, מנגן וזרחן. בטחינה מלאה הכמות של חלק מהמינרלים יכולה להיות גבוהה יותר בזכות הקליפה שנשארת בזרע.
מגנזיום חשוב בין היתר לפעילות השרירים, מערכת העצבים והעצם. ברזל דרוש ליצירת המוגלובין, אבץ מעורב בתפקוד מערכת החיסון, ונחושת ומנגן משתתפים בפעילות של אנזימים רבים בגוף.
מבחינה מעשית, קל יותר לקבל את רכיבי השומשום מטחינה מאשר מגרגרים שלמים. גרגרי שומשום שאינם נלעסים היטב עלולים לעבור בחלקם דרך מערכת העיכול בלי שהמעטפת שלהם תיפתח לגמרי. בטחינה הזרעים כבר נטחנים, ולכן השומן, החלבון והמינרלים שבהם נגישים יותר למערכת העיכול.