人体约由60多种化学元素组成，构成人体的这些化学物质被称为体成分（body composition）。体成分是反映人体内在结构比例特征的重要指标，保持体成分的均衡是维持机体健康状态的最基本条件。体成分研究作为人体生物学的一个重要分支，主要研究人体内各组成成分的含量和分布规律、测量方法以及在外界因素影响下各组分的变化规律。通过对体成分的测定，可较准确地反映人体内肌肉、脂肪以及骨骼等的含量，进而判定人体或群体的身体组成是否合理，防止因营养不良引发各种疾病。了解体成分有助于做出医学/临床诊断，包括骨质减少或骨质疏松、肌肉萎缩、脂肪代谢障碍、水化状态改变、营养不良等。此外，代谢结局（如胰岛素抵抗）也与身体脂肪含量的高低密切相关。

采用模型评估体成分可间接评价身体的组成。在应用有关模型进行评估时，常常假设机体的组分（如脂肪）是均匀的，如果模型越简单，则错误的可能性越大。每一个模型中各种成分的总和与体重相当。这些模型对整体进行评价，不对局部或特异的组织器官进行评价。

体成分常用两类模型进行分析：最早出现的是两组分模型，是1942年由Behnke AR等提出的比较简便的模型；随后在此基础上发展形成了多组分模型。

两组分（two-compartment，2C）模型是最基础的模型，即体成分由脂肪重量（fat mass，FM）和去脂体重（fat-free mass，FFM）构成，两者之和等于体重。FFM是非均匀组分，由全身的骨骼、肌肉、内脏器官和神经、血管等组织和器官组成。当FFM组分中包括特定组织时，2C模型就不够用了。

三组分模型（three-compartment，3C）包括脂肪、去脂肪固体和体内总水（total body water，TBW）。FFM的水含量约为70%～76%。FFM的去脂肪固体组分指矿物质和蛋白质。3C模型需要测定身体的密度和体内总水，假设FFM的水化和固体部分不变。由于骨矿物质含量随年龄的增加而减少，因此，3C模型用于测定老年人个体或群体时所得结果不准确。

四组分（four-compartment，4C）模型需要首先测定身体的密度，以确定脂肪的含量、体内总水、骨矿物质含量和残留物的量［残留物=体重-（脂肪+水+骨）］。该模型可评估与2C模型相当的几种假设。在儿童和成人中，4C模型常用作比较新体成分方法的标准方法。

更复杂的4C模型包括采用中子活化法测定体内总氮和总钙含量，体内总脂肪含量=体重-［体内总蛋白质含量（根据体内总氮含量计算）+体内总水（稀释体积）+体内总灰分（根据体内总钙含量计算）］。

五组分（five-compartment，5C）模型包括脂肪、体内总水、蛋白质、骨矿物质和软组织矿物质。软组织矿物质大部分为软组织细胞外和细胞内的可溶性矿物质和电解质，主要包括体内总钾、氮、氯、钙。虽然成人软组织矿物质的含量较低（约400g），但其对身体密度的作用却不容忽视，因为正常体温时总的软组织矿物质密度（3.317g/cm ³）高于脂肪（0.900g/cm ³）、水（0.994g/cm ³）、蛋白质（1.34g/cm ³）和骨矿物质（2.982g/cm ³）等其他组分的密度。

六组分（six-compartment，6C）模型在五组分模型的基础上加入糖原，进一步减少误差，其计算公式为：脂肪含量=体重-［体内总蛋白质+体内总水+骨矿物质+软组织矿物质+糖原］。但中子活化法的仪器设备受限，因此，该模型不易获得。

对于儿童、老年人、患者和体弱者，两组分模型并不有效；多组分模型有助于减少两组分模型假设带来的误差，从而尽量避免对体内脂肪含量的高估。测定更多的成分以减少假设情况，可增加有效性和准确性，但成本会更高、更繁琐。如果每个成分不能准确测定，则准确性可能会被更大的测量误差所抵消。

根据组织结构，身体成分可分为五个水平（five-level model），即原子、分子、细胞、组织-器官-系统和整体水平。在任一水平下，体重都是各种成分的总和。

原子或元素是构成人体的最基本材料，大约有60多种元素分布在人体的各种组织器官中，其中氧、碳、氢和氮这四种元素占人体总重量的96%以上（表1-1-1）。其他元素虽然在人体内所占的比例很小，但在体内也具有重要的生理功能，如铁是血红蛋白的重要组成成分。某些元素与其他组分之间存在特征性的数量联系。例如，氮与蛋白质之间、钾与去脂肪细胞质量之间、碳与脂肪之间、钙与骨矿物质之间，都存在着某种特征性的数量关系，通过测量全身元素含量，可以换算得到相关组分的含量。

体内的元素组成10万余种化合物，主要包括水、脂类、蛋白质、碳水化合物、骨和软组织中的矿物质，其中水分约为占体重的60%～70%；蛋白质约占15%～18%，大部分蛋白质在身体内作为基本构成成分，损失超过体内蛋白质总量的18%就会引起严重的生理功能异常；脂类约占10%～20%，其中约10%为生命活动所必需的脂类，其余大部分为能量储备，可以根据人体的活动状况而改变；碳水化合物在体内主要以葡萄糖的形式存在于血液，还有少部分以肝糖原和肌糖原形式存在。两组分模型包括脂肪（fat mass，FM）和去脂肪体重（FFM），所有非脂成分与FM结合在一起；多组分模型将FFM分成在体内能定量的几个组分（图1-1-1）。

除脂肪外，成人体内水、蛋白质等体成分的含量基本稳定，不同组织器官的构成成分具有较大的差异（表1-1-2）。在不同的生理和病理条件下，体成分的含量会有一定的变化。

人体内有200余种细胞，根据不同的细胞类型，细胞水平（cellular level）可分为多个模型。最常见的模型包括三个成分：细胞外固体、细胞外液体和细胞。细胞重量可进一步分为两种成分——脂肪和其他人体细胞重量（body cell mass，BCM）。BCM是细胞水平活性代谢成分。

组织-器官水平涉及到复杂、多层面的构成（表1-1-3）。许多形态相似和功能相近的细胞借细胞间质结合在一起构成组织，包括上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。几种不同的组织构成具有一定形态和功能的结构，称为器官，如心、肝、肾、肺、胃等。由若干个功能相关的器官组合起来，完成某一方面的功能，构成系统。组织-器官水平的某些成分为单个实体器官，如脑、心、肝和脾；其他成分如骨骼肌和脂肪组织分布在全身各处。虽然脂肪主要存在于脂肪组织中，但肝、骨骼肌和其他器官是细胞内甘油三酯池，特别是肝脂肪变性和各种形式的脂质沉积。循环中也有少量的细胞外甘油三酯池，主要以脂蛋白形式存在。脂肪组织包括脂肪细胞、细胞外液体、神经和血管。脂肪组织分布于整个机体，其代谢性质因部位而异。内脏脂肪组织与代谢异常和心血管疾病的相关性可能研究得最多，虽然脂肪在肌肉内和血管周围异位沉积也与发病风险相关。

各组织器官在神经和体液的调节下，彼此联系，相互协调，共同构建成一个完整的有机体。人体测量部位通常包括头部、躯干和四肢等，常用指标有围度、长度、宽度和皮褶厚度等。其他全身指标包括体重、体积、密度和电阻抗。很长时间以来，研究人员用人体测量指标反映体成分的变化以及某些疾病的发生发展。例如，腰围用于预测肥胖相关疾病的发病率和死亡率。上臂围，特别是用于校正皮下脂肪组织时，是反映营养状况的常用指标。在其他水平上体成分的评估（如FM和FFM）也常用作整体水平的指标。

性别和年龄相同的人体在原子、分子、细胞和组织器官水平上的体成分构成比例相似，但每个人的体格存在大小、形态和外表的差异。体成分在原子、分子、细胞和组织器官水平上的改变最终反映在整体水平上。反之，当体成分在整体水平发生变化时，必将影响其他4个水平。