زيت السمسم غني بالدهون المتعددة غير المشبعة والأحادية ومنخفض في الدهون المشبعة، وتعد الدهون الأحادية غير المشبعة والدهون المتعددة غير المشبعة صحية للقلب وتساعد في إبقاء الكوليسترول تحت السيطرة، ومن ناحية أخرى فإن الدهون المشبعة السيئة والدهون المتحولة تعزز الالتهاب والكوليسترول بالكلي، وهو أمر ضار بالقلب، وفقاً لدراسة.
يحتوي 1/4 كوب من زيت السمسم على حوالي 6.75 جرام من الدهون الأحادية غير المشبعة، و7.84 جرام من الدهون المتعددة غير المشبعة، و2.50 جرام من الدهون المشبعة.