芝麻为胡麻科一年生草本植物。芝麻可能是迄今所知被人类用作食品资源的最古老的油料，也是最早使用的调味品。它的起源地已不能确定。现在世界各国都有种植，亚洲是最大产区。中国是芝麻主要生产国之一，种植面积以河南、安徽、湖北最多。中国芝麻含油量高，籽色纯正，口感好，在国际上享有盛誉，曾经是我国重要的出口商品。
芝麻的果实是一种蒴果，被囊长25~80mm，直径5~20mm，有短而深的三角沟形槽。成熟时沿缝线开裂，种子脱落。一个蒴果可结籽50~100粒。芝麻籽粒较小，每粒干重仅2~4克。芝麻籽粒有白、灰、紫、黑等多种颜色。芝麻含有丰富的油脂和蛋白质，具有很高的食用价值。芝麻皮中含有2%~3%的乙二酸，故有很大的苦味，一般需去皮后方可食用。芝麻籽粒含油率在50%左右。
芝麻油有独特的香味，故又称为香油。芝麻油在许多化学、生物和生理特性方面与其他植物油明显不同。芝麻油是极少数不需要任何精炼即可食用的植物油。因此，芝麻有油料作物的皇后之美誉。芝麻油的制取工艺除油脂加工常用的压榨法和浸出法外，还可以用水代法，即不用压力榨出，也不用有机溶剂提出，而是依靠在一定条件下，水与蛋白质的亲和力比油与蛋白质的亲和力要大，从而使水分浸入油料而代出油脂。这是芝麻油独有的加工方法。用这种方法加工的芝麻油称为小磨香油，味香可口，一般作冷调油使用。用压榨法制取的芝麻油称为大槽油或机榨香油，香味略逊于小磨香油。用有机溶剂浸出制取并精炼的芝麻油为普通芝麻油，香味较淡。
根据我国芝麻油国家标准（GB8233-2008），芝麻油中主要的脂肪酸含量由高到低分别为亚油酸36.9%～47.9%、油酸34.4%～45.5%、棕榈酸7.9%～12.0%、硬脂酸4.5%～6.7%、亚麻酸0.2%~1.0%。
它的脂肪酸组成特点是单不饱和脂肪酸（油酸）含量较高，单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的比例接近于理想的1：1。但ω-3型多不饱和脂肪酸（亚麻酸）含量很低是芝麻油的缺点。因为香油无需精炼（大槽油除外），所以它能更多保留芝麻中原有的营养物质。芝麻油含丰富的维生素E以及芝麻酚、芝麻素、芝麻林素等木酚素类植物化学物质。因此，整体而言，芝麻油是一种营养品质较高的食用植物油。
近年，芝麻油含有的芝麻酚、芝麻素、芝麻林素等木酚素类化合物引起广泛的关注。这些物质以及维生素E的共同作用是抗氧化，可以保护芝麻油中的多不饱和脂肪酸，使之免于被氧化，这也是芝麻油要比其他植物油更稳定的原因。
芝麻素（Sesamin）又称芝麻明或芝麻脂素，是芝麻中含量最大的木酚素类化合物。在芝麻油中的含量为0.4％~l.0％。芝麻素具有优良的抗氧化作用，具有抗衰老、抗癌、调节血脂和血压、保护肝脏、调节免疫等诸多生理功效。研究表明，芝麻素具有促进酒精代谢以及促进脂肪酸β氧化的效果，能排除酒精及化学物质，减轻酒精及其代谢物对肝脏的损害，降低肝功能损伤，缓解肝脏脂肪变性，对肝脏具有保护作用。
芝麻酚（sesamol）的化学名为3,4-亚甲二氧基苯酚，是一种有机酚类化合物。然在它的含量比较少，在芝麻油中的含量还不到0.01%，但其抗氧化作用却是最强的，具有调节血脂、降低血压、抗动脉硬化、增强免疫力、抗衰老、抗癌等多种生理作用。从芝麻油中提取的芝麻酚除被应用于食品外，还被用于合成治疗高血压、冠心病、老年抑郁症的药物。
芝麻油特有的浓郁香味，据研究是来自在高温（200℃）条件下不皂化物分解产生的C4~C9直碳链及乙酰吡嗪等挥发物质。这些物质在精炼后便会失去。而且，芝麻油在高温加热烹调后会失去香气。因此，小磨香油等未经精炼的芝麻油不宜高温加热，更适合做凉拌菜，或在菜肴烹调完成后用来提香。
市面上有多个类型的芝麻油产品，虽然都是芝麻油，但其品质和价格却有较大差距。常见的芝麻油产品有芝麻香油（包括小磨香油和机制香油）、普通芝麻油、芝麻调和油等。
芝麻香油（香油）是指焙炒过的芝麻籽采用压榨、压滤、水代等（不包括用有机溶剂浸出）工艺制取的芝麻油，它的显著特点是有浓郁的香味。按加工工艺不同，芝麻香油分为小磨香油和机制香油两种。
小磨香油简称小磨油，又称小磨麻油。它以芝麻为原料，用水代法加工制取，具有浓郁的独特香味，是良好的调味油。用水代法加工制取小磨香油在我国已有四百多年历史。小磨香油主要用作佐餐调味，也是一些传统特色食品糕点的主要辅料。小磨香油不但香味浓郁，营养价值也最好，因为它很好地保留了芝麻籽中原生营养成分，如维生素E、芝麻酚等。
水代法是一种非常独特的制油工艺。水代法制油的整个工艺过程中，有三个关键环节，即浸泡炒籽、磨酱和兑浆搅油。其中兑浆搅油是关键工序，也是判断芝麻油是否小磨香油的主要依据。有的生产者为提高出油率，采用液压机挤压工序取代水代法中兑浆搅油工序。这样生产出来的小磨香油其实已经有名无实了。
机制香油，又称香麻油、麻油。顾名思义，它是采用榨油机榨取。又时也称大槽油。它也具有显著的芝麻油香味，但略逊于小磨香油，用途与基本小磨香油相同。
普通芝麻油，又叫成品芝麻油。一般是以芝麻为原料，用有机溶剂浸出法制油并精炼所得。它的特点是香味清淡，香味不如芝麻香油那般显著。其成本和整体品质也稍次于芝麻香油，尤其是比不上为磨香油。很多商家用普通芝麻油冒充小磨香油。普通芝麻油一般用作烹调油，也可作为调味油和制做糕点、糖果、食品的原料。
芝麻调和油是用普通芝麻油或机制香油与其他植物油，如玉米油勾兑而成。其营养品质更低。这样冲淡的芝麻油香气更弱，但有些不良厂商会掺入香料来增加香气。现在芝麻调和油比较多，很多产品把调和油三个字写得很小或很隐晦，芝麻油三个字写得很大或很醒目，故意蒙混消费者。
上述各种芝麻油产品的营养品质和价格都有较大差别，消费者购买芝麻油产品时务必注意鉴别。
首先要看标签，不但要看产品名称，还要看加工工艺是否与名称一致。小磨香油标注的加工工艺只能是水代法；芝麻香油标注的加工工艺为压榨、压滤或水代；成品芝麻油（普通芝麻油）标注的加工工艺为浸出发。
其次是检查外观。芝麻香油具有浓郁或显著的香味，普通芝麻油（成品芝麻油）虽然也有芝麻固有的气味但香味不是很明显。纯香油呈淡红色（红铜色）或红中带黄，如掺入其他油，色就不同。还可以用筷子醮一滴香油滴到平静的水面上，纯香油会呈现出无色透明的薄薄的大油花，掺假的则会出现较厚较小的油花。
最后要特别注意芝麻调和油。一般芝麻调和油产品都会在标签配料表中注明芝麻油和其他植物油。而真正的芝麻油配料表中只有芝麻油（或芝麻），没有其他原料。按照芝麻油国家标准（GB8233-2008）的要求，芝麻油中不得掺有其他食用油，也不得添加任何香精和香料增香。所以芝麻调和油、芝麻调和香油之类的产品有名不正言不顺之嫌。
此外，现榨麻油即当众制作，当众试味闻香的芝麻油也有造假的。常用的伎俩是调包计或暗中加香精增香。就算没有掺假，这种现榨的香油也不卫生，从制油加工过程到盛油的容器都没有经过消毒处理。