高粱主要含有两种重要的抗营养因子，单宁(存在禾谷籽实中的多酚化合物)和蜀黍氰苷(一种生氰糖苷，主要存在于植物地上茎和发芽的马铃薯中)。单宁在褐色种皮类高粱中含量很高，而在无色素沉着的白高粱中含量很低，甚至检测不到。单宁的主要抗营养作用有：因其引起饲料的适口性差而导致动物采食量降低，营养物质消化率和利用率下降，对代谢产生不利影响，并有毒性。高粱的单宁含量似乎是影响其营养价值的主要因素。干燥、浸泡、粉碎和制粒似乎都能减少饲料原料中的单宁含量，同时当日粮添加胆碱和蛋氨酸等甲基供体类原料时也能减少畜禽生产中与单宁相关的问题。蜀黍氰苷在酶的作用下很容易产生氢氰酸(HCN)。高粱的氢氰酸含量因品种和生长条件而异，但随着生长期的增长而减少。过量的氰离子通过致使细胞色素氧化酶系统失活，可以快速引起中枢神经系统缺氧，并在几秒钟内导致动物死亡。然而，将高粱制成干草料或者青贮饲料，则可以降低蜀黍氰苷的毒害作用。