显微观察发现，小麦淀粉颗粒呈圆形或椭圆形，少数呈无规则形状。小麦淀粉的颗粒按直径大小可分为的两类:大颗粒呈碟片状，直径为25- 35um，这类淀粉称为A淀粉，约占小麦淀粉干重的93.2%;小颗粒呈球粒状，直径仅为2-8um，称B淀粉，约占小麦淀粉干重的6.8%。

    小麦淀粉的物理结构是一种复合体。固态核磁共振对小麦淀粉测定结果表明，当加水量达到35%时，小麦淀粉粒的内部可分为三个相态:一是主要由支链淀粉构成的双螺旋淀粉链晶体区，二是含脂类复合物的近乎固态的不定形区，三是与支链淀粉中的支状区相结合的完全不定形的液态区域。在研究了小麦淀粉的三维结构，结果发现，小麦淀粉粒有两种不同的内部结构，从其沟槽处被分成两部分，一个中心脐点区和一个周围层叠区，且淀粉粒的表面骨架与内部结构有所不同。

    小麦淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，支链淀粉大部分集中于小麦淀粉颗粒的外部，而支链淀粉大部分集中于小麦淀粉颗粒的内部。在小麦淀粉中，支链淀粉约占淀粉磷脂与直链淀粉形成脂一淀粉双螺旋体复合物，微量的蛋白质中的主要结合蛋白质称为“粒结合淀粉复合酶”(GBSS)或“蜡状蛋白质”，有机挥发性物质中乙醛的含量最高，其它依次为乙醇、酮类、苯、醋和萜烯类物质等。

    小麦淀粉颗粒的内部结构为约近似球晶体，由许多环层构成，层内的针形微晶体呈放射状，每一个微晶束都是由氢键连接起来的长短不一的直链淀粉和支链淀粉相互平行排列组成的。微晶束在偏光显微镜下观测显示双折射现象，该性质可以用来判断淀粉的糊化是否彻底。淀粉颗粒具有一种局部结晶的网状结构，其中的支链淀粉分子起骨架作用。淀粉颗粒结晶区和无定型区没有明显的界限，结晶区约占25%~50%。