机体在新陈代谢过程中，摄入体内的能量不断被消耗利用，完成机体的各种生理功能活动。成年人的能量消耗主要用于维持基础代谢、身体活动和食物热效应；对于孕妇，还应包括胎儿的生长发育及母体子宫、胎盘、乳房等组织的增长和体脂储备等能量需要，乳母还应包括合成、分泌乳汁的需要，婴幼儿、儿童、青少年还应包括生长发育的能量需要，创伤患者康复期间，也需要额外的能量。

基础代谢（basal metabolism）是指人体在基础状态下的能量代谢。即在清晨而又极端安静状态下，不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢。而单位时间内公斤体重（或体表面积）的基础代谢称为基础代谢率（basal metabolic rate，BMR）以kJ/（kg·h）或kJ/（m ²·h）为单位表示。基础代谢是维持人体最基本生命活动所必需的能量消耗，是人体能量消耗的主要部分，约占人体总能量消耗的60%～70%。

体表面积越大，散发的热量越多。人体瘦体组织是代谢的活性组织，包括肌肉、心脏、脑、肝、肾等，其消耗的能量占基础代谢的70%～80%。而脂肪组织是相对惰性的组织，消耗的能量明显低于瘦体组织。因此，瘦高的人基础代谢高于矮胖的人，主要是前者体表面积大，瘦体质量或瘦体重（lean body mass，LBM）高的原因。对于群体，平均体重对基础代谢的贡献远大于身高。

在人的一生中，婴幼儿阶段是代谢最活跃的阶段，以后到青春期又出现一个较高代谢的阶段。成年以后，随着年龄的增加代谢缓慢地降低，其中也有一定的个体差异。在基础代谢率改变的同时，老年人的身高会变矮，体内的去脂组织或代谢活性组织也会减少，相反，脂肪组织随之相对地增加，血液的总容量与身体活动则减少，这些都是构成基础代谢或能量消耗减少的因素。30岁以后，每10年BMR降低约2%，50岁以后下降更多。此外，内分泌的改变和更年期等的影响，能量消耗有下降的趋势。

在同一年龄、同一体表面积的情况下，女性BMR低于男性；尽管年龄和体表面积相同，女性体内的脂肪组织的比例高于男性，而去脂组织则相反；此外，对于生育年龄的妇女，在两次月经之间的排卵前期和后期，其基础体温有波动，对BMR也有微小的影响。妇女在孕期和哺乳期因需要合成新组织，BMR增加。

许多激素对细胞代谢起调节作用。例如，甲状腺素对细胞的氧化过程具有十分重要的作用，它可以使细胞氧化过程加快；在异常情况下，如甲状腺功能亢进可使BMR明显升高；相反，患黏液水肿时，基础代谢率低于正常。肾上腺素和去甲肾上腺素对BMR也有影响，但其作用低于甲状腺素。垂体激素能调节其他腺体的活动，其中包括对甲状腺的影响，因而也间接影响BMR。

一切应激状态，如发热、创伤、心理应激等均可使BMR升高。

此外，气候、睡眠、情绪等因素都可能影响基础代谢。

静息代谢（resting metabolism）是一种与基础代谢很接近的代谢状态，在测定中仅省略摄入食物的这个条件，测定过程要求全身处于休息状态，与测定基础代谢相同，但不是空腹而是在进食的2～4小时后测量。此时机体仍在进行着若干正常的消化活动，这种状态比较接近于人们正常生活中处于休息的状态，在这种条件下测出的代谢率，称为静息代谢率（resting metabolic rate，RMR）。RMR与BMR相差小于10%，在实际工作中有人直接用RMR替代BMR。RMR一般占总能量消耗的大部分（60%～75%）。

除了基础代谢外，身体活动是影响人体能量消耗的主要因素。因为生理情况相近的人，基础代谢消耗的能量是相近的，而身体活动情况却相差很大。机体任何轻微活动都可提高代谢率，人在运动或劳动时耗氧量显著增加。这是因为运动或劳动等身体活动时肌肉需要消耗能量，这就必然导致机体耗氧量增加。机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度成正比关系。耗氧量最多可达到安静时的10～20倍。通常各种身体活动所消耗的能量约占人体总能量消耗的15%～30%。

人们每天的工作和生活包括多种活动，这些活动都需要肌肉做功来完成。在人体的整个能量消耗中，肌肉活动或身体活动占较大比例。因为一切活动都需要能量。例如，一名60kg体重的人散步，实际上是将一件重60kg的物体缓慢地移动；如果是上楼，也可以说是将60kg的一件物体提高几米的做功。当然，在身体活动过程中的能量消耗包括了基础代谢的消耗，但它比基础代谢或静息代谢的能量消耗要大。

影响身体活动能量消耗的因素：①肌肉越发达者，活动能量消耗越多；②体重越重者，能量消耗越多；③劳动强度越大、持续时间越长，能量消耗越多；其中劳动强度是主要影响因素，而劳动强度主要涉及劳动时牵动的肌肉多少和负荷的大小。

身体活动一般分为职业活动、交通活动、家务活动和休闲活动等。应当指出的是，人们在职业活动（上班时间）中所消耗的能量，虽然是生活中能量消耗的重要部分，但下班后的业余活动，也不可忽视。下班后的活动量不同，每人的能量消耗可有较大差别。如在业余时间的健身活动、家务劳动或娱乐活动，能量消耗可有很大不同。所以实际上同一工种的工人，因为业余活动不同，能量消耗可能有很大差异。

目前，国际上通常使用代谢当量（metabolic equivalent，MET）值来判定身体活动强度的大小，其定义是相对于安静休息时身体活动的能量代谢水平。1MET相当于每分钟每公斤体重消耗3.5ml的氧气，而消耗1L氧气约需5kcal能量，因此，1MET又相当于每小时每公斤体重消耗1.05 kcal能量。Ainsworth等1993年发表了“身体活动概要”，对多项身体活动进行了赋值，并于2000年和2011年进行了两次更新。研究者可以查阅“身体活动概要”，获得不同身体活动的MET值，研究不同个体的身体活动强度。

食物热效应（thermic effect of food，TEF）也称食物特殊动力作用（specific dynamic action，SDA），为人体摄食过程中引起的额外能量消耗，是人体在摄食后对营养素的一系列消化、吸收、合成、代谢转化过程中所引起的能量额外消耗现象。

碳水化合物、脂肪和蛋白质的食物热效应，分别为其本身产生能量的5%～10%、0～5%和20%～30%。例如，某人的基础代谢是1600kcal；若使其进食含能量1600kcal的碳水化合物类食物，则其能量代谢增高至1696kcal，比原来的基础代谢增高6%；若使其进食含能量1600kcal的脂肪，则其能量代谢增高至1664kcal，比原来的基础代谢增高4%；若使其进食含能量1600kcal的蛋白质，则其能量代谢增高至2080kcal，比原来的基础代谢增高30%；若使其进食含能量1600kcal的混合膳食，则其能量代谢比原来的基础代谢增约10%。膳食组成不同，食物的热效应也有差异。食物热效应在进食不久即可出现，进食2小时后达最高点，在进食3～4小时恢复正常。

食物热效应只能增加体热的外散，而不能增加可利用的能量；换言之，食物热效应对于人体是一种损耗而不是一种利益。当只够维持基础代谢的食物摄入后，代谢的能多于摄入的能，外散的热多于食物摄入的热，而此项额外的能量却不是无中生有的，是来源于体内的营养贮备。因此，为了保存体内的营养贮备，进食时必须考虑食物热效应额外消耗的能量，使摄入的能量与消耗的能量保持平衡。

关于食物热效应的机制迄今尚未完全阐明。Hegsted认为，按目前所知的ATP代谢途径，脂肪和碳水化合物能量的最高转化率为38%～40%，而蛋白质为32%～34%。若葡萄糖摄入后先转化为脂肪，然后再转化为糖，即异化，则比葡萄糖直接在代谢中生成H ₂O和CO ₂多损失10.6%。又如丙酮酸再循环成为葡萄糖，或者水解甘油三酯后，再酯化甘油或脂肪，或者为了维持蛋白质合成与分解的动力，都会额外损失部分能量，尤其在蛋白质合成方面。这些摄入食物所产生的额外的能将以热的形式排出体外，不能转变为生物学的能。

消化食物本身也是需要能量的，这是摄入食物后能量消耗额外增加的一个重要的部分，其中包括消化液的分泌、胃肠道肌肉的张力和吸收等过程的能量消耗。而另一主要的部分是在中间代谢过程所需要的能量，包括低能的化合物合成为较高能的物质，例如葡萄糖转变为糖原、脂肪酸合成为脂肪；此外，还可包括氨基酸的脱氨基作用，以及蛋白质用于氧化过程而形成ATP等。

婴幼儿、儿童和青少年的生长发育需要能量，主要包括两方面，一是合成新组织所需的能量；二是储存在这些新组织中的能量。生长发育所需的能量，在出生后前3个月约占总能量需要量的35%，在12个月时迅速降到总能量需要量的5%，出生后第二年约为总能量需要量的3%，到青少年期约为总能量需要量的1%～2%。

怀孕期间，胎儿、胎盘的增长和母体组织（如子宫、乳房、脂肪储存等）的增加需要额外的能量，此外也需要额外的能量维持这些增加组织的代谢。

哺乳期的能量附加量由两部分组成，一是乳汁中含有的能量，二是产生乳汁所需要的能量。营养良好的乳母哺乳期所需要的附加能量可部分来源于孕期脂肪的储存。

除前述影响基础代谢的几种因素对机体能量消耗有影响之外，对于机体的总能量消耗还有一些不容忽略的因素。

脑的重量只占体重的2%，但在安静状态下，却有5%左右的循环血量进入脑循环系统。这说明脑组织的代谢水平是很高的。据测定，100g脑组织在安静状态下的耗氧量为3.5ml/min，此值接近安静状态下肌肉组织耗氧量的20倍。但据测定，在睡眠中和在活跃的精神活动情况下，脑中葡萄糖的代谢率却几乎没有差别。可见，在精神活动中，中枢神经系统本身代谢率即使有些增强，其程度也是比较小的。

人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响也不大，能量消耗增加一般不超过4%。但在精神处于紧张状态时，能量代谢可以显著增高。一方面，由于精神紧张时，骨骼肌紧张性也加强，这时尽管没有明显的肌肉活动，但能量消耗已经提高很多；另一方面，由于精神紧张，特别是情绪激动，将引起肾上腺素、肾上腺皮质激素、甲状腺素等激素分泌增加。由于这些激素的作用，机体代谢加速，能量消耗也就明显增加。例如，成年人在较高的应激状态下，BMR可以提高25%，婴儿的哭啼和挣扎甚至可提高100%。而人进入睡眠状态后，耗氧量逐渐下降，至第5～6小时可降至最低点，此时的能量消耗约相当于BMR的90%。但多梦和间断睡眠的人，其能量消耗比正常人高；同时，正常人在入睡后全身肌肉可处于松弛状态，那些精神紧张而不能熟睡的人，仍有较高的肌紧张度，以至于能量消耗比正常多。

一般实验表明，人处于超脱一切冥想状态时，其生理状态可发生改变，代谢率可低于静息代谢（RMR）的水平。有人观察到这一状态下氧的消耗量比正常低16%，伴以血压下降和呼吸减慢，这种改变很可能与神经系统的活动减慢有关。相反，精神紧张地工作，可使大脑的活动加剧。研究者测定，在进行复杂数学运算的人，能量代谢约增加3%～4%，当然，与体力劳动比较，脑力劳动的消耗仍然相对较少。

机体维持体温在37℃，在正常的条件下，仅有极小的变动，机体自身的调节可使其处于正常，而不致影响基础代谢及能量的消耗。

在外界温度较低的情况下，若人们有合适的居室和衣服等保护措施，机体的代谢过程与活动所产生的能量可以满足体温的维持。而在外界温度高的情况下，机体需要将多余的热扩散出去，其中约有80%的这类多余的热从体表皮肤扩散及从肺部呼出。散热过程取决于外界温度的高低，在低温的环境下，热量的损失以辐射及传导为主，而在高温环境则以汗的蒸发为主。空气中湿度高时不利于蒸发，而低湿度环境则相反。如果人体没有适当的衣物保温，例如，在低温时着衣不足，则机体需要额外地氧化营养素来补充热量，此时的生理现象为寒战及基础代谢升高。在极热的环境中，机体需要消耗能量以便用于蒸发散热及通过辐射、传导等形式使体表冷却，以便增加心血管的做功和汗的分泌。

在寒冷的地方，人体需要增加2%～5%的额外能量以负担衣物所引起的负载，而衣物不足，负担表面上减轻，但实际由于身体受冷致寒战而增加能量的需求。

在高温条件下（30～40℃），能量的需要增加，这是因为基础代谢升高，工作效率下降，以及排汗活动的加大。故在这种条件下，每增加1℃约需要增加0.5%以上的能量需要，但如果工作减慢或减少以适应热的不平衡，则实际热的补偿没有这么多。实际观察，热带居民的基础代谢比寒带低10%。

当机体发热时，体内的代谢过程加快，基础代谢升高，估计从37℃升高体温至39℃时，机体的基础代谢消耗增加28%，亦即一个中等体重的人一天约多消耗400kcal的能量。