谷朊粉主要组成成分是麦谷蛋白和醇溶蛋白，另外还含有少量淀粉、脂肪、矿物质等（表1）。麦谷蛋白是由多肽键通过分子间二硫键作用聚合而成的蛋白，其分子量大，呈纤维状，以分支状方式高度交叉连接在一起，结构不规则，分子内含β-折叠结构较多，富含谷氨酰胺(Gln)和胱氨酸(Cys)。醇溶蛋白为单体蛋白，分子量约35 kD，呈球形，不溶于水及无水乙醇，但溶于70%～80%的乙醇溶液中，特点是脯氨酸和酰胺较多，非极性侧链较极性侧链多，分子内既无亚基结构，又无肽链间二硫键，单肽链间依靠氢键、疏水键以及分子内二硫键连结，形成较紧密的三维结构。在低pH值条件下，依据电泳迁移率的不同，醇溶蛋白可分为α、β、γ、ω四种类型，其中α-醇溶蛋白流动性，ω-醇溶蛋白流动性最差。

另外，根据在不同溶剂中的溶解性差异，可将谷朊粉中的蛋白质（面筋蛋白）分为4类：溶于水的麦清蛋白(9%)、溶于盐的麦球蛋白(5%)、溶于酒精溶液的麦醇蛋白(40%)和溶于稀酸或稀碱的麦谷蛋白(46%)。