La majeure partie de l’endosperme est composée de cellules à forte teneur en amidon et d’un peu de protéine zéine. L’amidon est composé de deux types de molécules, l’amylose et l’amylopectine. L’amylose est constituée de chaînes non ramifiées de molécules de glucose, tandis que les molécules d’amylopectine sont des chaînes ramifiées d’unités de glucose. Cette différence de structure moléculaire a une incidence sur les utilisations de l’amidon de maïs dans les aliments transformés. Les molécules d’amylose se dissolvent plus facilement dans l’eau chaude et ne forment pas de pâte alors que l’amylopectine a tendance à se gélifier plus facilement. Les molécules d’amylose se colorent en bleu dans l’iode mais les molécules d’amylose ne se colorent pas dans l’iode. L’endosperme de la plupart des variétés de maïs se colore en bleu en raison de la présence d’amylose, bien que celle-ci puisse ne représenter que 25 % de l’amidon total de l’endosperme.
Le gène mutant récessif waxy (wx) inhibe la production de molécules d’amylose. Il en résulte une production d’amidon total d’amylopectine. Il est facilement identifiable par la réaction à l’iode. Étant récessif, le gène doit être présent à la fois chez le parent femelle et le parent mâle de la semence hybride, ce qui nécessite de l’isoler de toute contamination pendant les augmentations de la semence parentale, de la semence hybride et de la production de grains. Le gène récessif amylose extender (ae) augmente considérablement la partie amylose de l’amidon de l’endosperme. Cela nécessite également une isolation à toutes les étapes, de la semence à la production de grains, pour maintenir la teneur en amylose la plus élevée. Les deux types d’amidon affectent l’utilisation finale du grain de maïs, de la digestibilité pour les animaux à la transformation industrielle. L’enzyme amylase digère l’amylose et le composant à chaîne droite des molécules d’amylopectine, mais pas les ramifications.
Trois gènes de maïs doux (sugary, sugary-enhanced, shrunken-2) inhibent ou retardent la formation d’amidon dans l’endosperme. Ils sont utilisés seuls et en combinaison pour les variétés de maïs doux.
La principale protéine des cellules de l’endosperme est la zéine. Elle est synthétisée dans le réticulum endoplasmique des cellules de l’endosperme lorsque les acides aminés sont reliés en grosses molécules. La dureté de l’amande est liée à la structure, la quantité et la forme de ces molécules. On a identifié de nombreuses mutations qui affectent la teneur en acides aminés de la protéine zéine. Le gène récessif opague-2(o2) pour l’inclusion d’un acide aminé à haute teneur en lysine dans la zéine est utile pour fournir un acide aminé essentiel pour l’alimentation animale. Malheureusement, il nuit à la dureté du grain. Un autre mutant appelé floury-2 (fl2) augmente la composante en acides aminés de la méthionine dans la zéine. Ces deux gènes sont récessifs et nécessitent donc une isolation pour la pureté. Ces deux gènes affectent la dureté du grain et peuvent donc affecter la transformation du grain.
Les humains ont fait des sélections de maïs pour les gènes qui correspondent à leurs utilisations et à leurs cultures depuis longtemps. Les sélections ont inclus la génétique de l’endosperme.