營養素是維持正常生命活動所必需攝入生物體的食物成分。現代營養學對於營養素的研究，主要是針對人類和禽畜的營養素需要。營養素分蛋白質、脂質、碳水化合物（糖類）、維生素和礦物質（無機鹽）、水、纖維素7大類。
營養學即是研究食物對生物的作用的科學。營養學在其發展的過程中，不僅包括食物進入機體內的變化，如參與生化反應和結合到組織細胞中；還包括指導人們如何選擇食物以保障機體的正常生長、發育與繁殖。所以營養學除了有其生物學意義外，還有其社會經濟意義。
種類
蛋白質
機體組織細胞成分主要為蛋白質，體液也含蛋白質。蛋白質的營養作用在於它的各種氨基酸。組成食物蛋白質的氨基酸有20餘種，其中有數種不能在人體與動物體內合成，而必須獲自食物，這些氨基酸被稱為“必需氨基酸”，即蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸和異亮氨酸。此外，幼兒生長尚需組氨酸，禽類如雞還需精氨酸和甘氨酸。除這些必需氨基酸以外的其他氨基酸，因為都能在機體內合成，故被稱為“非必需氨基酸”。
各種蛋白質的氨基酸種類與含量是不相同的。有的蛋白質缺少某種必需氨基酸，如明膠蛋白不含色氨酸，玉米膠蛋白不含賴氨酸。因此，評價一種食物蛋白質的營養價值，主要應視其所含的各種必需氨基酸量是否能滿足機體的需要。不足時，機體就不能有效地合成體蛋白質，其他種氨基酸只能經脱氨代謝，生成糖（糖原異生）和作為燃料供給熱能。由此可知，食物蛋白質的氨基酸模式是決定其質的優或劣的關鍵。現在國際上以全雞蛋的必需氨基酸模式，或人乳中必需氨基酸模式，或根據人體所必需的氨基酸量提出的假設模式，作為評價食物蛋白質營養價值的標準。這就是所謂蛋白質營養價值的化學分評價法。另外，還有生物評價法，是根據食物蛋白質在機體內的利用率作出營養評價。常用的有“蛋白質生理價值”（簡寫為BV，為體內存留氮量與吸收氮量的百分比）、“淨蛋白質利用率”（簡寫為NPu，為體內存留氮量與攝入氮量的百分比，即 BV×蛋白質的消化率）、或“蛋白質效能比值”（簡寫為PER，為攝入每克蛋白質的體重增加量）。
脂質
包括中性脂肪和類脂。前者主要是供給能量，後者多具有重要的生理功能。脂質的基本組成為脂肪酸，有必需脂肪酸和非必需脂肪酸之分。必需脂肪酸主要有3種，即亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。這3種必需脂肪酸的生物活性不相同，以花生四烯酸的為最大，亞油酸的為其次，亞麻酸的為最小，碳的長鏈脂肪酸，在腦與視網膜的發育與功能中有着特殊的作用。動物缺乏必需脂肪酸時，生長遲緩，出現皮膚症狀（脱毛、濕疹性皮炎、鱗皮等）。有人報道幼兒缺乏必需脂肪酸時也有同樣症狀。但成年動物和人很難產生缺乏症狀，這是因為體內有較大量亞油酸儲存之故。必需脂肪酸缺乏，可引起細胞膜磷脂的脂肪酸組成的改變，因而影響膜的功能；並可減低前列腺素的合成。前列腺素的前體為18碳和20碳的多不飽和脂肪酸。有人建議以測定血中三烯酸和四烯酸的比值，作為必需脂肪酸是否缺乏的指標。這是由於脂肪酸代謝過程中有酶系統的競爭作用。當亞油酸缺乏時，由亞油酸延長碳鏈並經脱飽和作用而生成花生四烯酸的量減少，另一族脂肪酸——油酸的代謝加強，大量生成二十碳三烯酸，因此血中三烯酸與四烯酸的比值乃有增高。人的必需脂肪酸需要量按其熱量計約為每日熱能需要量的1～2%。
糖類
糖類也稱碳水化合物，因為它們的分子式通式為Cn（H2O）m。隨着科學的發展，人們發現糖類中的氫、氧原子個數比不一定的是2：1，也不以水分子的形式存在，並且有些符合通式的物質也不是糖，所以碳水化合物這個名字已經失去原來的意義而很少使用了。
（糖類）供給生物熱能的一種主要營養素。食物中的碳水化合物是多糖（澱粉）和纖維素。多糖的降解產物單糖，可為絕大多數生物所利用，而纖維素則僅在具有纖維素酶的生物體內才能被降解和利用。在膳食熱量攝入不足時，機體的脂肪組織和蛋白質將被分解以補充熱量的不足。表現為生長停滯，體重下降。嚴重時可致死亡。人類的飲食習慣不同，膳食碳水化合物供給的熱量一般佔總熱能消耗的45～80%。在經濟不發達地區可高達 90%以上，這是因為碳水化合物是最廉價的熱能來源。若膳食碳水化合物的熱量過低，脂肪熱量過高將會發生酮症。減肥的人常過多的限制碳水化合物，以限制熱量的攝入，並增強勞動以消耗體脂，在這種情況下也會出現酮症。因此，來源於碳水化合物的熱能不宜少於總熱能的45%。
纖維不能為人和多數動物所消化利用。膳食纖維包括纖維素、半纖維素、果膠、藻多糖和木質素。早年在測定纖維時，用酸、鹼消化植物組織，其殘渣為粗纖維，其餘的纖維組分大部分在測定過程中遭受損失。現在的新方法可分別測定纖維的各種組分。膳食纖維經胃腸道中細菌的纖維素酶發酵，可有大部分被酶解為短鏈脂肪酸。草食動物即以此為能量來源。
流行病學及實驗室工作證明，膳食纖維可降低腫瘤的發生，如結腸癌。其原因在於它們的親水性和形成凝膠的能力，增大糞便體積，利於排出，從而加速致腫瘤活性的固醇代謝物的排泄，減少了與結腸接觸的時間。膳食纖維也有利於對其他疾病，如冠心?⒏哐??Ⅰ⑻悄蠆〉鵲姆樂危?訟鈦芯可性詡絛?小?
蛋白質、脂質和碳水化合物都屬於產生熱能的營養素。在進行一切生物反應時必須要有足夠的熱能。膳食蛋白質、脂質和碳水化合物所供給的熱能，在扣除未被消化吸收部分後的熱能值，稱為生理熱能值。每克蛋白質、脂肪和碳水化合物的生理熱能值分別為4.0、9.0和4.0千卡。這就是通常用以計算膳食熱量的數據。
熱量的攝入與消耗，在正常情況下，應處於平衡狀態，即攝入量與消耗量相等，是為能量平衡。生物在生長階段，機體的物質在增加，尤其是蛋白質和脂質，因而有能量的儲存。但攝入量超過需要時，即以脂質的形式存於體內。與此相反，在攝入量低於需要時，將消耗自身的物質導致消瘦。
礦物質
19世紀中葉就發現僅用蛋白質、脂肪和碳水化合物飼餵動物不能維持其生命，因而認為食物燃燒後的灰分必具有生理作用。但補充飼以灰分後動物仍死亡。直到20世紀初發現了維生素，並逐漸闡明瞭礦物質的重要作用，才對營養素有了較全面的瞭解。人體內有數十種礦物元素，廣泛分佈於全身。目前尚未能證明這些元素全部都具有生理功能。其中少部分元素具有生理功能的，被稱為必需元素。按其在體內的含量又分為大量營養元素和微量營養元素。前者有鈣、磷、鎂、鉀、鈉、氯、硫。後者有鐵、銅、鋅、錳、鉬、鉻、鈷、鎳、釩、錫、碘、硒、硅、氟等。
鈣、磷、鎂是骨骼和齒的主要成分。鎂又是植物葉綠素的重要成分。鈣、磷、鎂的生理功能為：鈣與鎂在肌纖維收縮、神經傳導、激活生化反應中，以及鈣在凝血作用中都起着極重要的作用。磷與能量代謝有關。三磷酸腺苷（ATP）是儲存和釋放能量的重要化合物。鎂為產生三磷酸腺苷的激活物質。鎂、鉀、鈉、氯都是維持體液酸鹼平衡和適宜滲透壓的重要電解質。硫為含硫必需氨基酸——蛋氨酸和胱氨酸，和幾種維生素，如硫胺素、泛酸和生物素的組分。硫與氫組成的巰基在生物反應中有重要作用。
在微量營養元素中，鐵是血紅蛋白的重要成分，為攜帶氧的載體。銅與鐵在血紅蛋白合成中有協同作用。碘是甲狀腺素的主要成分。鉻是糖耐量因子的成分。鈷是維生素B12的成分。已知鋅是40餘種酶的輔基，缺乏時將導致生長停滯和性發育不成熟。錳、鉬、硒也都是酶的成分。氟由於具有防齲齒作用，因此，也是必需元素。其餘的元素如鎳、釩、錫、硅在動物實驗中發現有缺乏表現，但其機制尚未闡明。必需元素攝入過量時，對機體也可產生不利影響。
水
水約佔成年人體重的65%，在調節體温、輸送營養、排除廢物等方面有重要作用。 成人一般每天的攝入量為1500ml左右，這裏麪包括食物與日常飲水兩方面。
另外水電勢能是大腦工作的最主要的能量來源。
水分在細胞能量供應中，承擔了極其微妙的角色。所有體細胞的膜結構中都含有一類蛋白，特別容易與各種礦物質離子結合，如鈉、鉀、鎂、鈣等離子。這些離於與蛋白結合後，就能在水的作用下從膜的一側跨越到另一側，從而製造出膜兩側的電勢差，形成水電勢能。
這一過程中產生出的能量，最終會儲存在三磷酸腺甘(ATP)和三磷酸鳥苷 (GTP)等高能物質中。
水電勢能是人體大腦和各部位體細胞工作的直接能量來源。這是一種“清潔”的能量，不會產生任何殘餘廢物，多餘的水僅以尿液的形式排出體外。水不會在人體中堆積，不像食物會以脂肪的形式在體內儲存。人體缺乏水分的時候，脱水最嚴重的是細胞內部。脱水發生時，損失的水分有60%來自細胞內，26%來自組織液，僅有8%來自血液。血液循環系統能夠通過毛細血管的收縮來維持循環，而脱水的細胞卻會陷人能量短缺，因而使各種生理機能陷於停滯。人體中受脱水影響最為嚴重的部位是大腦。人體的腦細胞和神經元總數多達數百億個，這些神經細胞不停地靠電信號彼此交流，以確保人體對周圍環境的變化做出正常反應。水電勢能是神經細胞工作的最主要的能量來源，因此，一杯水是你能找到的最好的“提神飲料”，它能在幾分鐘之內讓你感到思維順暢。如果想要靠食物達到同樣的目的，那麼你不僅要喝下大量的水來消化食物，而且這一過程需要多得多的時間。食物首先要轉化為糖分，才能為大腦提供可以利用的能量。
維生素
維生素足量則可，並非多多益善。
由於維生素是人體必不可少的營養素，具有重要的生理功能，因此，有些人認為維生素吃得越多越好，這種做法不但錯誤，而且非常危險！維生素可分水溶性和脂溶性兩種，脂溶性維生素如維生素A、維生素D等攝入過多時，不能又尿直接排除體外，易在體內大量蓄積，引起中毒。如長期大量口服維生素A，可發生骨骼脱鈣、關節疼痛、皮膚乾燥、食慾減退、肝脾腫大等中毒症狀。長期大量口服維生素D，可導致高血鈣症、厭食、噁心、嘔吐、彌散性肌肉乏力、肌肉疼痛等。至於水溶性維生素，多吃後雖可以從尿中排出，毒性較小，但大量服用仍可損傷人體器官。如大劑量服用維生素C，可能刺激胃黏膜一起出血。此外，長期過量服用維生素，可使機體對食物中的維生素的吸收率降低，一旦停服，會導致維生素缺乏的症狀。因此，長期過量服用維生素，不是科學的做法。正常人服用的劑量，應連同食物中的維生素在內，達到我國膳食標準規定的數量即可。
纖維素
通常人們認為纖維就是“粗草料”，但是事實並非如此，纖維可以吸收水分。因此它可以使食物殘渣膨脹變鬆，更容易通過消化道。由於食物殘渣在體內停留的時間縮短了，因此感染的風險被降低；而且，當一些食物特別是肉類變質時，會產生致癌物質並引起細胞變異，食物殘渣在體內停留時間的減短同樣可以降低出現這種情況的可能性。經常食肉者的飲食中纖維的含量很低，這會將食物在腸道中停留的時間增加到24－72小時，在這段時間內，有一些食物可能出現變質。因此如果你喜歡吃肉，那麼你必須確保飲食中同時含有大量纖維。
纖維有很多種類，其中一些是蛋白質而不是碳水化合物。有些種類的纖維，如燕麥中含有的那一類被稱為“可溶性纖維”，它們與糖類分子結合在一起可以減緩碳水化合物的吸收速度。這樣它們就可以幫助保持血糖濃度的穩定。有一些纖維的吸水性比其他種類的纖維要強很多。小麥纖維在水中可以膨脹到原來體積的10倍，而日本魔芋中的葡甘露聚糖纖維在水中可以膨脹到原來體積的100倍。由於纖維可以使食物膨脹，減緩糖類中能量的釋放速度，因此高吸水性纖維可以幫助控制食慾，有助於保持適當的體重。
纖維理想的攝入量是每天不少於35克。如果食物選擇得恰當，很容易就可以達到這個標準而不需要進行額外的補充。薩里大學的營養學家約翰·迪克森（JOhn Dickerson）曾強調指出，在營養本不豐富的飲食中加入麥茨會對健康造成危害。其原因是麥鼓中含有大量的肌醇六磷酸，這是一種抗營養物質，它會降低身體對包括鋅在內的各種礦物質的吸收。總之，最好還是從大量不同的食物來源中獲得纖維，這些食物來源包括燕麥、小扁豆、蠶豆、植物種子、水果以及生食或輕微烹製的蔬菜。蔬菜中大部分的纖維在烹製過程中都被破壞了，因此蔬菜最好還是生食。
人體所必需的六種營養成份
碳水化合物(佔所攝入熱量的50%～60%)、脂肪(佔所攝入熱量的20 %～30%)、蛋白質(佔所攝入熱量的10%～15%)、維生素、礦物質、纖維是人體必需的六種營養成份。
碳水化合物它是能量的主要來源，細胞能夠將碳水化合物轉化為葡萄糖。要注意，當我們吃水果的時候，我們正從中獲取每日所需的維生素、礦物質、纖維和水分。碳水化合物存在於水果、蔬菜、糖、麪粉、奶、小麥、玉米、燕麥和大米等糧食以及堅果和穀物中。
脂肪可以為我們提供大量的能量，包括協調機體活動所需的脂肪酸，它還將一些可溶於脂肪的維生素運送到機體的各個部位。飽和脂肪存在於牛肉、豬肉、雞肉、魚肉、乳製品、蛋類和熱帶可可油等食品中，不飽和脂肪可以從純橄欖油、植物油、花生和鱷梨中攝取。
蛋白質有科學家提出富含動物蛋白的食品容易引發冠心病，因為它含有大量的毒素和動物自身細胞所排放的廢物。但現代營養學家認為含有動物蛋白的食品更有益於健康。主要的動物蛋白來自禽魚肉。
含蛋白質的食物有畜肉、禽魚肉、乳製品、蛋類、小麥、黑麥、玉米、燕麥、大麥、小米、食用菌、豆類和堅果等。
維生素是機體所需的重要成分。所有的食品都含有一定成份的維生素，但水果和蔬菜的含量最高。
維生素是調節機體功能所必不可少的。與前面提到的營養成分不同，維生素不提供熱量，但在新陳代謝過程中起着重要作用。您可以從以下食物中獲取維生素：胡蘿蔔、菠菜、蘑菇、蛋、奶、酵母、麥芽、檸檬、橙子、菠蘿、甜瓜、番石榴、魚肝油和蛋黃。
所有的食物中都含有少量的礦物質，但水果和蔬菜的含量最高。對人體最重要的礦物質是鐵、鈣、磷、銅、碘和鉀。礦物質主要存在於奶、乳酪、奶油、魚肉、西紅柿、菠菜和黃油中。
纖維存在於菜豆、糧食、水果、蔬菜、麥麩和全麥麪包中。儘管纖維並沒有被認為是最主要的營養成分，但卻是醫生和營養學家極為推崇的。它可以促進消化，特別是在清除體內垃圾方面有着神奇的功效。最新研究表明，纖維有助於降低血液中的膽固醇含量。大部分醫生都建議每日攝入一定量的纖維。起初的攝入量應該少一些，然後逐步增加， 以避免因適應能力差而造成的不良反應。
一頓營養的早餐，猶如雪中送炭，能使激素分泌很快進入正常直達高潮，給嗷嗷待哺的腦細胞提供飢渴的能量，給虧缺待攝的身體補以必需的營養，一下子帶給我們身體精力、活力和健康，讓我們幸福精彩的一天在身體具有最足的活力，最佳的狀態和最好的營養水平上開始。
