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能量平衡是制定能量供应量的理论依据。能量平衡的调节主要包含两个部分：能量摄入和能量消耗，即：
ΔE=E in -E out
式中：E in ——摄入能量；
E out ——能量消耗。
当摄入能量大于消耗能量，也就是能量正平衡，吸收的能量在体内储存起来。体内储存的能量分为三部分：糖原、可动用蛋白质、甘油三酯，其中以脂肪最多。当摄入能量小于消耗能量为能量负平衡，此时需消耗体脂，才能有效控制体重。
能量需要量是指维持机体正常生理功能所需要的能量，即能长时间保持良好的健康状况，具有良好的体型、机体构成和活动水平的个体达到能量平衡，并能胜任必要的经济和社会活动所必需的能量摄入。对于孕妇、乳母、儿童等人群，还包括满足组织生长或分泌乳汁的能量需要。对于体重稳定的成人个体，能有效自我调节食量摄入自身需要量，其能量需要量应等于消耗量。能量的推荐摄入量与各类营养素的推荐摄入量不同，它是以平均需要量（EAR）为基础，不增加安全量。根据目前我国经济水平、食物水平、膳食特点及人群体力活动的特点，结合国内外已有的研究资料，我国营养学会制定了中国居民膳食能量推荐摄入量。
能量平衡取决于饮食、体力活动和基因等对人的生长和体重的交互作用。人体能量代谢的最佳状态是达到能量消耗与能量摄入的平衡。这种能量平衡能使机体保持健康。当能量摄入大于消耗，能量平衡被打破，就会出现体重增加，脂肪积累。能量平衡的紊乱是当今大部分公共健康问题的根源。大量研究证实，体重和心血管疾病、代谢综合征、糖尿病、癌症及骨骼关节疾病等多种慢性疾病之间存在一定的关系。
根据体质指数（body mass index, BMI）的划分标准，即：
BMI=体重（kg）/身高（m） 2
1997年WHO提出BMI在18.5～24.9为正常；BMI＜18.5为消瘦；BMI≥25为超重；BMI≥30为肥胖。我国规定BMI＜18.5为慢性营养不良；BMI在18.5～23.9为正常；BMI≥24为超重；BMI≥28为肥胖。
体重过度增加并堆积形成肥胖，其根本原因是在一个较长的时间内，能量摄入超过能量消耗，有遗传方面的原因，也有环境因素的作用。当能量消耗过低或能量摄入过多或者两者兼而有之，就会出现这种正的能量平衡。
关于负能量平衡，限食试验研究表明，在体重损失（包括体脂和无脂组织）的同时，能量消耗降低，但与体重丢失不成比例。应引起注意的是，摄食不足时人体在能量消耗上的适应性变化能力远大于对摄食过量的适应改变。表明人体在防止体重丢失方面比防止体重增加上更具有代谢优先性。这与对人类早期进化状况的假设相一致，推测在人类早期进化过程中，食物短缺可能比食物丰裕更为常见。
长期的负能量平衡，特别是婴儿和儿童，可导致营养缺乏或称营养不良。营养缺乏最常发生于发展中国家，是包括多种营养素（宏量和微量营养素）缺乏、感染、临床并发症于一体的综合征。短期而言，营养缺乏导致体内能量储备和脂肪组织的损失，身体变化的程度取决于营养缺乏的持续时间和强度。在大部分营养缺乏的儿童身上可以观察到绝对代谢率、体力活动和运动生热效应的降低。慢性营养缺乏的儿童常表现出发育迟缓。最近的研究还表明，发育迟缓的儿童在脂质氧化和摄食调节方面也会受到损害。