人體需要多種營養物質，它們參與代謝，維持人體生命活動。根據《營養師培訓教程》的定義，營養素是指“食物中可給人體提供能量、構成機體成分和組織修複以及維持生理調節功能的化學成分”，“凡是能維持人體健康以及提供生長、發育和勞動所需要的各種物質均稱為營養素”。
一些營養物質是人體無法合成，必須從食物中攝取，包括7 大類：碳水化合物、脂肪、蛋白質、無機鹽（礦物質）、維生素、水和膳食纖維。
1.能量營養素：碳水化合物、脂肪、蛋白質碳水化合物、脂肪、蛋白質是為人體提供能量的營養素。
注意：
1卡路裏（cal）代表的能量值是標準大氣壓下1克水升高1℃所需的能量。
在營養學中，“卡”一般指大卡，代表的能量值是1000卡路裏，因此也稱“千卡”（kcal）。
（1）碳水化合物
碳水化合物種類繁多，在人體能量供給中發揮的作用也各不相同。人從食物中攝入的大部分碳水化合物經過消化道被分解為單糖，吸收到血液之中；一部分以肌糖原和肝糖原的形式儲存下來，當糖原儲備飽和時，剩餘的糖則被轉化成脂肪。據相關資料所述，碳水化合物的分類如下表：血糖、肌糖原和肝糖原是進行身體活動時主要的能量來源。其中，血糖為大腦供能，血糖降低會引起神經疲勞，進而引發肌肉疲勞；肌糖原轉化為葡萄糖，以ATP形式為肌肉供能；肝糖原則可轉化為葡萄糖供全身利用。
人體儲存碳水化合物的能力是有限的，為了滿足對碳水化合物的需求，人體可以通過非碳水化合物（脂肪、蛋白質，乳酸係統）生成碳水化合物。這容易導致肌肉分解。與利用脂肪與蛋白質供能相比，碳水化合物的消化吸收更完全，供能效率更高。
高強度、長時間的運動會增加人體對碳水化合物的依賴性，而在極熱或極寒環境、高海拔條件下，人體對碳水化合物的需求會進一步增加。因此，在戶外運動中，應當及時、足量地補充碳水化合物。