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人体能量消耗包括基础代谢、体力活动和食物热效应，还包括特殊人群的其他消耗，如未成年人的生长发育需要、孕期和哺乳期的额外需要、创伤患者的康复需要等。在个体差异的基础上，成年人能量消耗可以进行测量或评估。基础代谢约占人体总能量消耗的65%~70%，体力活动约占总能量消耗的15%~30%，食物热效应约占10%，正常人这三者的比例大致固定，但是肥胖或者疾病状态下会有一些变化。
基础代谢指人体在安静和恒温条件下（18~25℃），禁食12小时后，静卧、放松且清醒时的能量消耗。基础代谢是维持机体生命活动的最低能量消耗，单位时间内的基础代谢称为基础代谢率（basal metabolism rate，BMR）。BMR检测比较复杂，静息能量消耗（resting energy expenditure，REE）是在温度适宜和安静休息状态下的能量消耗，非禁食状态，故比BMR稍高，但差值较小，一般小于10%。
影响基础代谢率的因素有很多，包括：①身高、体重和人体构成，体表面积越大，通过体表散热就越多，基础代谢能量消耗也随之增加，去脂体重的耗能占基础代谢的70%~80%，去脂体重与基础代谢呈正相关；②年龄和性别，女性的肌肉量少、脂肪量多，基础代谢率较男性低，而孕期和哺乳期时升高，老年人基础代谢显著低于年轻人；③激素水平，甲状腺素可以增加几乎所有细胞的新陈代谢从而增加基础代谢，肾上腺素可以使交感神经系统兴奋、心率加快，增加基础代谢率；④气候和温度，在适宜的环境中，基础代谢会降低，而过高和过低温度时基础代谢会增加，寒冷时的能量消耗更大；⑤其他：咖啡因、尼古丁和酒精等导致机体兴奋性升高，也会提高基础代谢率。
食物热效应（thermic effect of food，TEF）也称食物特殊动力作用，是指因进食而导致的能量额外消耗，在人体进食过程中，营养素的消化、吸收、代谢和转化需要消耗额外的能量，并同时致体温升高和能量散发。不同食物的热效应不同，脂肪的食物热效应最低为4%~5%，糖类为5%~6%，蛋白质为30%，混合性食物占比为10%。
除了基础代谢和食物热效应，体力活动（physical activity，PA）所消耗的能量占人体总耗能的15%~30%，活动量大者占比更高。无论是锻炼还是日常工作，体力活动均消耗能量。体力活动消耗的个体差异巨大，依赖于身材和运动习惯的效率，长期久坐的人活动消耗显著减少；与人体肌肉量明显相关，肌肉量大的人活动消耗也越大。在估计能量需求时，可将体力活动分为轻度、中度和重度，并赋予不同的能量系数。
根据能量守恒定律，机体消耗的能量应等于产生的热能和所做的外功之和。若机体在某一段时间内不做外功，那么所消耗的能量就等于单位时间内产生的热能。由于人的体温是恒定的，因此单位时间的产热量应等于向外界散发的总热量，所以测定机体在一定时间内散发的总热量，便可获得机体的能量代谢率。当前能量代谢率的测定方法主要有以下几种：
直接测热法可能是唯一的用非常专业和昂贵的设备测量能量的方法。将被测者置于特殊的检测环境中，收集被测者在一定时间内（通过辐射、传导、对流及蒸发4个方面）发散的总热量，然后换算成单位时间的代谢量，即能量代谢率。但该方法受测试条件的限制，主要用于研究肥胖和内分泌系统障碍等。
间接测热法因其较直接测热法容易，又较公式法准确，是近年来广受关注的测量能量代谢的方法。其原理是根据三大产能营养素在产能时所消耗的氧气和产生的二氧化碳间存在的定比关系，在特定条件下、一定时间内通过测量耗氧量和二氧化碳生成量来计算能量消耗。近年来出现的气体代谢分析仪所用的分析系统是目前国际通用的一种无创间接测热法系统，已被广泛应用于实验和临床研究。
双标水法被认为是确定人类能量需求和能量平衡的金标准。该方法最初在1982年应用于人类，是基于从身体的氢化和氧化代谢率的差异估计CO 2 产生的原则。一定剂量的水并用重水（ 2 H 2 O）和氧-18（H 2 18 O）标记，称作双标水，重水以水的形态从机体排出；氧-18以水和二氧化碳的形态排出，两个代谢率之间的差异可测量产生的CO 2 ，通过呼吸商和CO 2 生产率计算氧的消耗率，再用经典Weir公式计算出平均能量消耗。双标水法的准确度和精确度最高，但费用高、检测条件苛刻，实际应用极少。
通过与间接测热法等结果进行验证，多个公式被用来估算BMR，地区差异很大。近年来，Harris-Benedict公式因简便实用在世界范围内广泛应用：
男性基础代谢= 66+13.7×体重（kg）+5.0×身高（cm）-6.8×年龄（岁）
女性基础代谢= 655+9.5×体重（kg）+1.8×身高（cm）-4.7×年龄（岁）
根据已有的资料显示，Harris-Benedict公式在正常体重或肥胖个体计算REE时，会高估7%~27%。
调查记录法，采用体力活动问卷（PAQs）是获得有关个人活动水平信息的最简单、最经济的工具，由此计算体力活动能量消耗。同样的，采用计步器、加速度计、心率计等电子工具可以更加方便地收集佩戴者体力活动水平数据，再根据一定的公式估算能量消耗。
肥胖发生的关键原因是能量失衡，即能量消耗小于能量摄入，多余的能量储存为脂肪。因此，困扰众多肥胖患者的问题是如何提高自身的基础代谢和能量消耗，以利于减少脂肪。一般来说，肥胖者的体重和体脂率高，瘦体重比例虽低，但瘦体重的绝对值一般也大于正常人和消瘦者，因此根据能量消耗公式，肥胖者的基础代谢率更高，能量消耗的仪器测定值也符合这一结论，而体力活动消耗则与生活习惯密切相关。
肥胖是因为基础代谢率过低导致的吗？部分病理性肥胖可能是基础代谢率低导致，比如甲状腺功能减低患者通常会因基础代谢率较低而导致肥胖。生理性肥胖的影响因素有很多，体力活动不足和摄入过量是主要原因，基础代谢率的差异则不是关键，其受身高、体重、腰围、体表面积、脂肪组织和瘦体重等因素影响，低代谢率者可以通过减少摄入来维持能量平衡，所以低基础代谢率并不意味着肥胖。有研究显示，超重肥胖者的脂肪量与基础代谢率呈负相关，即脂肪量越多，基础代谢率越低，但是相关研究较少。因此，低基础代谢率并不是肥胖的主要因素，在相同性别、年龄、环境和健康状况的条件下，肥胖者的体重尤其是瘦体重较大时，基础代谢率反而会更高。
对肥胖者来说，影响能量代谢的关键因素是瘦体重和体力活动。日本一项调查研究了81名日本在役男运动员瘦体重与基础代谢率的关系，运动项目包括有氧耐力、力量、球类运动，结果发现，在有氧耐力和力量项目中，瘦体重是影响BMR的主要因素。由于Harris-Benedict公式采用的是总体重来预测BMR，当脂肪比例过高时并不准确，建议采用Katch-McArdle公式：BMR=370+21.6×瘦体重（kg），以排除脂肪量过高的误差。
体力活动即运动直接增加肥胖者的能量消耗，进行身体活动时，人体的反应包括心跳和呼吸加快、循环血量增加、代谢和产热加速等，这些反应是身体活动产生健康效益的生理基础。身体活动对健康的影响取决于它的方式、强度、时间、频度和重量。根据代谢方式的不同，能量供应可分为磷酸供能系统、乳酸供能系统和有氧氧化供能系统，各能量系统或多或少都参与了供能，都占有一定的比例，由于各项目的运动特点不同，往往以一个供能系统为主。有氧运动是指躯干、四肢等大肌肉群参与为主的、有节律、时间较长、能够维持在一个稳定状态的身体活动（如长跑、步行、骑车、游泳等）。这类活动形式需要氧气参与能量供应，以有氧代谢为主要供能途径，也叫耐力运动。无氧运动是指肌肉在“缺氧”的状态下高速剧烈运动。无氧运动大部分是负荷强度高、瞬间性强的运动，所以很难持续较长时间，而且疲劳消除的时间也慢。由于速度过快及爆发力过猛，人体内的糖分来不及经过氧气分解，而不得不依靠“无氧供能”。较长时间的中等强度以上运动，脂肪才会参与供能并作为主要供能物质，身体成分才会得到改善。有文献报道，长期坚持每周200~300分钟、中等强度有氧运动，能显著提高机体的基础代谢率。另外，高心肺功能指数的人群具有更高的静息能量代谢率，中、高心肺功能指数人群比低心肺功能指数人群的静息能量代谢率分别高出39.7kcal/d和59.9kcal/d（1kcal=4.184kJ）。对于肥胖者来说，运动除了直接增加能量消耗，也会通过增加肌肉量，进一步提高基础代谢率。