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能量又称热能、热量、热卡，包括热和能2种。能量单位为卡（calorie，cal）和千卡（kilocalorie，kcal），也有使用焦（joule，J）和千焦（kilojoule，kJ）。其换算关系如下：1cal=4.184J，1J=0.239cal，1MJ=1 000kJ。
机体内的能量底物（如蛋白质、碳水化合物、脂质等）氧化产生能量的过程称为能量消耗（energy expenditure，EE）。人体的总能量消耗（total energy expenditure，TEE）主要包括静息能量消耗（resting energy expenditure，REE，约占TEE的60%）和机体活动引起的能量消耗（activity induced energy expenditure，AEE，约占TEE的30%），另外食物引起的热效应约占TEE的10%。为达到能量平衡，人体每日摄入的能量能满足需求即可，对于孕妇、哺乳期妇女、婴幼儿、儿童、青少年以及创伤患者康复期间等则需要额外的能量。
基础代谢（basal metabolism）是指维持生命的最低能量消耗，即人体在安静和恒温（18～25℃）的条件下，禁食12小时后，静卧、放松且清醒时的能量消耗。此时，能量仅用于维持体温和呼吸、血液循环及其他器官的生理需要。为确定基础能量消耗（basal energy expenditure，BEE），必须先确定基础代谢率（basic metabolic rate，BMR）。基础代谢率是指人体处于基础代谢状态下，每小时每平方米体表面积（或每千克体重）的能量消耗。基础能量消耗是指在清醒而又安静，不受肌肉活动、环境温度、食物及精神紧张因素的影响状态下的能量消耗。很多研究表明，REE比BEE多10%，实际工作中可以替换使用。由于基础代谢率的测定比较困难，WHO于1985年提出用静息代谢率（resting metabolic rate，RMR）代替BMR，测定时全身处于休息状态且禁食4小时，因此RMR的值略高于BMR。按下列方法可计算出每日基础能量消耗。
赵松山于1984年提出比较适合中国人的体表面积计算公式，如下：
体表面积（m 2 ）=0.006 59×身高（cm）+0.012 6×体重（kg）-0.160 3
先根据这个公式计算体表面积，再按年龄、性别在相关的表中查出对应的BMR（表2-2），就可计算出24小时基础代谢水平。人入睡时，能量消耗比基础代谢约少10%，故计算时应扣除睡眠时少消耗的能量。
表2-2 我国正常人的基础代谢率平均值
续表
Harris和Benedict提出下列公式，可根据年龄、身高和体重直接估算静息状态下的基础能量消耗（BEE）。
BEE男性（kcal/d）=66.47+13.75 W +5.0 H -6.765 A
BEE女性（kcal/d）=655.10+9.56 W +1.85 H -4.676 A
注：其中 A 为年龄（岁）， H 为身高（cm）， W 为实际体重（kg）。
更为简单的方法是，成人按每千克体重每小时消耗的热能[1kcal（4.18kJ）]与体重相乘，直接计算，但计算结果相对粗略。
WHO于1985年推荐使用下列公式计算24小时基础能量消耗，见表2-3。
表2-3 WHO建议的计算基础能量消耗的公式
注： m 即体重，单位为kg。
人除睡眠外，总要进行各种活动和劳动。通常，各种体力活动所消耗的能量占人体总能量消耗的15%～30%。这是人体能量消耗变化最大，也是人体控制能量消耗、保持能量平衡、维持健康的最重要的部分。体力活动所消耗能量的多少与3个因素有关：①肌肉越发达者，活动时消耗的能量越多；②体重超重者，做相同运动所消耗的能量也越多；③活动时间越长、强度越大，消耗的能量越多。
人类体力活动的种类很多，营养学根据能量消耗水平，即活动强度的不同，通常将其分为5个级别：
指以坐姿或站立为主的活动，如开会、打针、打牌、听音乐、绘画及实验室工作等。
指在水平面上走动，速度为4～5km/h，如打扫卫生、看护小孩、打高尔夫球、饭店服务等。
这类活动包括快速行走（速度为5.5～6.5km/h）、除草、负重行走、打网球、跳舞、滑雪、骑自行车等。
包括负重爬山、伐木、手工挖掘、打篮球、登山、踢足球等。
随着科技和生产力发展，指运动员等高强度职业训练或世界级比赛等。
食物热效应（thermic effect of food，TEF）又称食物特殊动力作用。人体在摄食过程中，由于要对食物中的营养素进行消化、吸收、代谢转化等，需要额外的消耗热量，同时引起体温升高和能量散发，这种因摄食而引起的能量额外消耗称为食物热效应。
食物的成分不同，所产生的热效应差别很大。脂肪的食物热效应占其热能的4%～5%，碳水化合物为5%～6%，而蛋白质更高，能达到30%～40%。通常含蛋白质丰富的食物的食物热效应最高，其次是富含糖类的食物，最后才是富含脂肪的食物。混合型食物的食物热效应占其总能量的10%，摄入越多，能量消耗也越多；摄食快者比摄食慢者的食物热效应高。
处于生长发育过程中的婴幼儿、儿童及青少年的每日能量消耗还包括生长发育所需要的能量。成年人也有类似的情况，如孕妇等。
能量消耗的测定通常有直接测热法、间接测热法、生活观察法和能量平衡观察法。
直接测热法（direct calorimetry）是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。此总热量就是能量代谢率。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。此法的实用价值不大，现已很少采用。
间接测热法（indirect calorimetry）的原理是生热营养素在机体内氧化产生CO 2 和H 2 O，并释放能量满足机体需要，故需测氧气消耗量或水产生量的多少。
测定产水量，采用稳定核素方法，这是目前较为精确、易行的最新方法，但需要专门的测试仪器，通常难以具备这种条件。其原理是测试者饮入一定量的用稳定核素标记的H 2 O，在一定时间内，通过测定体液如尿液中的稳定核素量就可以计算出机体内食物氧化的产水量，进而计算出能量消耗。因使用的是稳定核素，故十分安全。
通过详细记录测量对象一天中各种活动的时间，然后按每种活动的能量消耗率计算出全天的能量消耗量。各种活动的能量消耗率可参考国内外的测量资料。
能量平衡观察法又称膳食平衡观察法。健康成人有维持能量平衡的调节机制，使能量摄取与消耗相适应，这样体重就能保持相对稳定，因此可准确地计算一定时期内（不少于15天）摄取的食物能量，并观察在此时间内体重的变化，可确定其能量消耗。当体重保持恒定时，表示能量消耗量与摄入量相等。若体重有变化，则可按每千克体重加减29MJ进行校正。
体重恒定：能量消耗量（MJ）=能量摄入量（MJ）
体重增加：能量消耗量（MJ）=能量摄入量（MJ）-体重增加量（kg）×29MJ/观察天数
体重减轻：能量消耗量（MJ）=能量摄入量（MJ）+体重减少量（kg）×29MJ/观察天数
此法简单易行，但比较粗糙，需对所得的结果进行具体分析。
体力活动强度的差异能对BMR产生显著的影响。人在不同体力活动强度的状态下所需消耗的能量亦有很大的差异，且对能量营养素的摄入量亦有不同。2001年，中国营养学会将我国的居民活动强度由原来的5级调整为3级，即轻、中和重体力活动，从而更便于掌握与操作。调整后，一般成年人的能量推荐摄入量可用BMR乘不同的体力活动水平（physical activity level，PAL）系数进行计算，即能量推荐摄入量=BMR×PAL。我国成人的活动水平及PAL值见表2-4。
表2-4 我国成人的活动水平及PAL值（2001年）
对于危重症患者，计算结果与实测结果有很大的差异，最主要的原因是应激患者的病理生理变化完全不同于健康人，其能量代谢与正常人也不同。因此，计算患者的能量需要量应加上临床校正系数（表2-5），以求更加接近患者的实际需要量。
表2-5 能量的临床校正系数
例：一位35岁的健康男性，身高175cm，体重75kg，从事中体力劳动，请问每日所需要的能量是多少？
BMR=11.6 m +879=1 749（kcal）
能量推荐摄入量=BMR×PAL=1 749×1.78=3 113.22（kcal）
体表面积（m 2 ）=0.006 59×身高（cm）+0.012 6×体重（kg）-0.160 3=0.006 59×175+0.012 6×75-0.160 3=1.937 95（m 2 ）
能量推荐摄入量=每小时的基础代谢（体表面积×不同年龄的基础代谢率）×24小时×各年龄的体力活动水平=1.937 95×36.5×24×1.78=3 021.8（kcal）。
每日消耗的静息能量=66.47+13.75×体重（kg）+5.0×身高（cm）-6.765×年龄（y）=66.47+1 031.25+875-236.775=1 735.945（kcal）
能量推荐摄入量=每日消耗的静息能量×PAL=3089.98（kcal）
BMR=1kcal/（kg·h）×75kg×24h=1 800（kcal）
能量推荐摄入量=BMR×PAL=3 204（kcal）
根据以上不同公式的计算结果可知，能量推荐摄入量是比较接近的。