什么是热能?营养学上所说的热能(或热量)是指食物中的营养素在机体内经过分解代谢而释放出的能量。人体所需的热能主要来自一日三餐中的生热营养素，生热营养素包括蛋白质、脂肪、碳水化合物三种。这些生热营养素和水分构成人们每日膳食的主要部分。作为人类热能来源的食物分为植物性和动物性两种。植物可把吸收到的太阳光和热能转变为化学能，以满足自身生长发育、开花结果的需要；食草类动物又利用植物中的化学能转化成自身需要的各种能量。人类则是通过食用动、植物食物摄入化学能，并根据自身需要转变为热能、化学能和机械能等，用于生命活动中的各个过程。其中包括内脏器官的化学和物理活动、肌肉活动、体温的维持以及生长发育等等。可以说，没有热能就没有运动，也就没有生命。
食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质在体外燃烧时，每克糖可放出4.1千卡热量，脂肪为9.45千卡，蛋白质为5.65千卡。但在体内氧化时，情况略有不同。碳水化合物和脂肪在体内外氧化其最终产物都是二氧化碳和水，故在体内外释放的热能基本相同。蛋白质在体外燃烧时最终产物为二氧化碳、水、氨和氮气等；而在体内的氧化并不完全，氨基酸等中的氮以及尚有部分能量的有机物如尿素、尿酸、肌酐等由尿排出，因而不如体外燃烧得彻底。在体内氧化时，每克蛋白质仅能释放出热能4.35千卡。此外，各种营养素在消化道内并非完全被消化吸收，所以在计算其在体内氧化释放的热能时，还应考虑其消化率。正常人吃混合膳食时，三种营养素的平均消化率：碳水化合物为98％，脂肪为95％，蛋白质为92％。因此，它们每克在体内氧化实际供给的热能的数量是：
碳水化合物 4千卡
脂肪 9千卡
蛋白质 4千卡
这三个热能系数常被用来计算食物的热能含量。例如，如果测出某种食物含蛋白质10％、脂肪15％、糖60％，由于食物中其他营养素在人体内不产生热能，故可算出每克该食物的热量即以上三种营养素的热能含量为：
10％×4+15％×9+60％×4=4.15千卡/克。
人体好比一架机器，机器的运转需要燃料供给热能，人们为了维持生命、生长、发育、繁衍后代和从事各种活动，也必须从外界获得一定的物质和能量。人体热能的需要是与其热能的消耗相一致的，无论从需要或从消耗来说，主要由以下三个方面组成。
