人類的生存和發展都需要無窮的能量，人體中的化學探討的首要問題就是如何獲得足夠的並有效利用為展開生命活動所必需的能量。人體需要的能量包括維持人體生化反應所需的化學能，保證這些反應正常進行的環境所需的熱能（即體溫），以及日常活動所消耗的能量等。人體所需的能量難以準確測出，但它們都要由食物供給。
人體所需的能量來源於食物，食物通常包括食物主體、維生素和無機質（特別是微量元素）3個部分。其中食物主體指糖、蛋白質和脂肪，它們提供人體正常的需求能量；維生素及微量元素則在能量的轉換和保證機體的正常運轉中發揮獨特的作用。
人類所需能量的來源主要有：
1.食物主體
糖、蛋白質和脂肪都是通過類似H—C—OH+O_2=CO_2+H_2O+500千焦的基本反應提供能量的，但每種成分的作用不同，因而需要保證適當的配比。1974年美國國家科學院全國研究委員會食品與營養學會修訂並提出了各種重要營養成分的一套數據，叫做“每日推薦量”，大致如下：
（1）糖。1克糖（或稱碳水化合物）約提供17千焦能量，每天消耗300～400克即可滿足人體的需要，其中1/3為食糖，2/3為澱粉，占總能量的35%～45%。
（2）蛋白質。1克蛋白質可提供17千焦能量，每天應攝入46～56克，相當於310克瘦肉或3個雞蛋，但考慮到實際吸收的情況，一般每天應供給80～120克蛋白質，相當於飲食總熱量的10%～15%。
（3）脂肪。1克脂肪可提供37千焦能量，每天約需100～150克，占總能量的35%～50%。由於脂肪的攝入量與罹患心髒病有關，故目前有爭論，許多人認為應將其降至30%～35%。
2.微量成分
維生素和微量元素被稱為生物催化劑，能起到促進化學反應、轉換能量及維持各種代謝的重要作用。
（1）維生素。1907年維丹斯（德國，1928年諾貝爾獎得主）通過研究膽固醇，合成了維生素D_3，從而開創了維生素研究的新紀元。20世紀初，人們已經認識到吃蔬菜、水果，不僅是為了調味，而且是為了吸收維生素。維生素在機體內的作用與酶有密切關係，缺乏某種維生素會引起特定的疾病，例如缺維生素A，易導致夜盲症；缺維生素D，易導致佝僂病；缺維生素E，易導致不孕；缺維生素B，易導致惡性貧血；缺維生素C，易導致壞血病等。
（2）微量元素。通常指鐵、鋅、銅、錳、鉻、鈷、鉬、釩、硒、氟、硼、碘等元素，是動植物生命體係的營養元素或必需元素，它們都有重要的生理功能。例如：20世紀初發現澳大利亞羊缺銅病，羊出現搖擺、畸形；1935年最先發現於我國黑龍江省的克山病，以心肌壞死為主要症狀，起因於缺少硒、鉬；人類早就知道缺鐵會導致耳聾；缺碘會患地方性甲狀腺腫大；我國曾報道過某地居民長期飲用含鎘量較高的水，隻生女、不生男。可見，能量的轉換和利用可影響到染色體的活動能力。又如微量元素鐵是血紅蛋白的主要成分，鈷是維生素B_12的組分，錳可激活精氨酸酶等。