谷子的单穗粒多、繁殖系数大，同时谷子具有一定的异花授粉习性，容易形成种质分化，加上我国栽培谷子的历史悠久，种植区域辽阔，生态环境各异，在漫长的自然选择和人工选择条件下，形成了多种多样的谷子遗传资源，也保留了少量的自然四倍体种质。

1.穗形多样性

谷子的穗部形态取决于第一级分枝（即穗码）的长短和在穗轴上的排列方式。第一级分枝不伸长构成普通型穗，包括上下渐细中间粗的纺锤形、上下粗细均匀的圆筒形、上部渐尖中下部较粗的圆锥形、顶部较粗且穗码较紧密的棍棒形、穗轴很长且穗码稀疏的鞭绳形。第一级分枝伸长构成分枝型穗，包括基部穗码伸长形成的龙爪形，顶部3个以上穗码伸长形成的猫足形，主轴顶端穗码分叉的鸭嘴形。

2.刺毛多样性

谷子穗部均有刺毛，刺毛的长度因品种而异，约在1～12mm之间，以中短刺毛的品种居多。刺毛的颜色有绿、褐黄、浅紫或紫等差异，大部分品种刺毛为绿色。在刚抽穗时刺毛色泽鲜明，开花结实后，随着籽粒的成熟逐渐褪色。

3.粒色多样性

谷子籽粒的色泽取决于稃皮的颜色，一般有黄、白、红、黑、青灰、杏黄和黄褐等色，按颜色差异大致分为黄谷、白谷、红谷、黑谷、青谷和金谷6类。黄谷和白谷数量最多，约占国内谷子资源的90%。

4.米色多样性

谷粒脱壳后的小米，颜色的变异呈现一定的连续性，一般分黄、白、青灰3种颜色，黄米品种占90.4%，白米和青灰米不足总数的10%，属稀有类型。食用小米包括粳糯两种米质，少数介于两者之间，主要栽培品种以粳性为多。

5.粒形、光泽、大小的多样性

受遗传因素及栽培条件、生态环境的共同影响，谷粒的外形有圆形和卵圆形，表面有的光亮、有的暗涩，种皮有粗、厚、细、薄等差别，籽粒的大小以千粒重衡量，最小的仅1.5g，最大的5g以上（一般为四倍体品种），大部分为2.5～3.0g的中粒品种。

6.植株多样性

谷子苗期的叶片、叶鞘因花青素分布的品种差异，叶片颜色表现为绿色、黄绿色或紫色，叶鞘颜色表现为绿色、黄绿色、红色、浅紫色或紫色。幼苗长大成株，在高矮、粗细、节间长短、节数多少、分蘖有无、分枝的有无等各个方面，均随品种的不同而有差异。

7.生育期的差异

生育期是指正常播种条件下出苗到成熟的天数。我国谷子品种间生育期相差很大，春播早熟品种约80～100d，中熟品种约100～120d，晚熟品种约120～140d，可用于备荒救灾的极早熟品种只需2个月便能收获，而用于饲草栽培的极晚熟品种需5个多月才能收获籽粒。

8.温光反应特性的差异

谷子是典型的高温短日照作物，多数品种对光温条件均有较强的反应，高温短日照能促进成熟，但有些品种对光照、温度及光温综合作用均不敏感，有的只对日照长短敏感，有的只对温度高低敏感。对光温条件不敏感或部分敏感的品种其生态适应区域较为广泛。

9.丰产性的差异

谷子的丰产性与品种和栽培条件密切相关，品种决定了产量潜力。目前谷子平均产量仅为1950kg/hm2左右，但也常有大面积丰产田产量超过7500kg/hm2的报道，谷子的丰产潜力未能充分发挥。

10.食用品质的差异

谷子的食用品质决定了人们对某一个品种的接受程度。著名的优质品种具有色、香、味俱佳，籽粒直链淀粉含量偏低，米胶长度偏长，糊化温度偏低，米汤固形物含量高，米汤中米粒膨胀低，籽粒中较高的蛋白质和脂肪含量等优良食用品质的因素。

11.营养品质的差异

品种间籽粒营养品质差异极显著，粗蛋白质含量为7.25%～17.5%，平均为11.42%；赖氨酸含量占蛋白质总量的1.16%～3.65%，平均为2.17%；粗脂肪含量为2.45%～5.84%，平均为4.28%；脂肪酸中的85%为不饱和脂肪酸；每百克谷子含维生素A81.6个国际单位（最高达394个国际单位）、含维生素B1平均为0.76mg、含维生素B2平均为0.12mg、维生素Eα平均为0.88mg，维生素Eβ平均为1.39mg；谷子中的微量元素硒含量丰富，平均为0.071mg/kg。