人体由无机物和有机物共同构成，食物中能被人体消化、吸收和利用的无机物和有机物都称为营养素。营养素是人体的物质基础，任何组织都是营养素组成的，因此，生长发育、组织修复、延缓衰老都与营养状况有关。孕妇的营养状况更是直接关系到胎儿发育。婴幼儿和青少年的合理营养，对他们的身体和智力发育都起着决定性的作用。对中老年人来说，合理的营养可以保证生命的持久活力，延缓机体的衰老过程，达到延年益寿的目的。充分、合理的营养还可以帮助正常人和病人增强对疾病的抵抗能力，增强人体的免疫机能。
营养素有两个特点，一是从食物中摄取，二是满足机体的最低需求。人体最主要的营养素主要有六大类，它们是蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和水。其中，在体内代谢可以产生能量的，又叫产能营养素。它们是碳水化合物、脂类和蛋白质，而且，人体对产能营养素的需要量是比较大的，所以又叫宏量营养素。
维生素和矿物质在体内代谢并不能产生能量，不属于产能营养素。它们的主要作用是调节机体的功能。而且，人体对矿物质和维生素的需求量也相对较少，因此也称微量营养素。
水是一类特殊的营养素，虽然对人体非常重要。人体一旦失去人体水分的10%，就会出现严重的生理功能紊乱。如果失去体内水分的20%，就会很快死亡。但是因为水在自然界分布广泛，一般没有缺乏的危险。所以，有些营养学专著并不把水列为必需营养素，尽管实际上，水也是生命存在的必须条件之一。
食物除了为人体提供上述必需营养素以外，还往往可以提供一些特殊的生物活性成分。如多酚类，黄酮类、有机酸、芳香类物质等。
人体在不同生理阶段，不同的工作环境下，对各种营养素的需求会有相应的变化。不同的营养素对机体的正常生长发育，具有独特的功能。彼此不能相互替代。因此，营养学强调要平衡膳食、合理营养。
平衡膳食，合理营养的含义包括两个方面：满足人体对每一种营养素的数量上的需求。满足不同营养素之间适当的比例。
任何营养素的摄入不足或利用不良，都可能导致相关的营养缺乏症。任何一种营养素的摄入过剩或摄入不平衡，同样也会导致相关各种疾病。营养缺乏和营养过剩都是营养不良。为了预防各种营养素相关疾病，营养学会经过几次修订，先后正式发布了三个版本的中国居民平衡膳食指南。分别是1997年的，2007年的以及最新版的2016年中国居民平衡膳食指南。为了更加直观形象，更是推出了2016中国居民平衡膳食宝塔。
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