新陳代謝包括物質代謝與能量代謝。物質代謝是指生物體與外界環境之間物質的交換和生物體內物質的轉變過程，能量代謝是指生物體與外界環境之間能量的交換和生物體內能量的轉變過程，二者是相互聯系、相互偶聯的。例如，進食后能量攝人過多時，脂肪合成增加；而在饑餓時進行脂肪動員，釋放出能量供機體使用。
(1)物質代謝
生物體內的舊物質分解和新物質的合成是同時進行的，生物體內一切物質的代謝變化統稱為物質代謝，它包括合成代謝與分解代謝。合成代謝是指生物體內一切物質的合成作用，它屬于同化作用的范疇，如氨基酸合成蛋白質、核苷酸合成核酸；分解代謝是指生物體內一切物質的分解作用，屬于異化作用的范疇，如糖類物質經過三羧酸循環被徹底分解為二氧化碳和水。
(2)能量代謝
① 能量代謝的變化
在物質交換的過程中同時伴有能量的交換稱為能量代謝。機體從外界環境中攝取營養物進行合成代謝的同時也從外界攝取能量，這部分能量主要來源于營養物質所含的化學能。當這些營養物質在機體內進行分解代謝時又將化學能釋放出來，以供生命活動的需要。化學能除一部分用于合成機體內其他成分外，還用于各種生命活動。但化學能不能全部轉化為可做功的能，必定有一部分不可避免地以熱的形式釋放，成為散發熱(q)。用于做功的能量稱為自由能 (?F)，轉變的總能量稱為反應熱 (?H)。根據能量守恒定律，反應熱等于轉變的自由能與散發熱之和，即?H=?F+q [2]
② 基礎代謝
基礎代謝是指人體所有器官維持生命所需要的最低能量。即人體在清醒又極端安靜的狀態下，不受肌肉活動、環境溫度、食物及精神緊張等因素影響時維持心跳、呼吸等基本生命活動所需的最低的能量代謝情況。為了比較不同個體的能量代謝水平，可用機體每小時每平方米體表面積散發的熱量 [kJ/(h·m2)]，即基礎代謝率來表示。基礎代謝率隨著性別、年齡等不同生理情況會有變動，男子的基礎代謝率平均高于女子的代謝率；幼兒的基礎代謝率平均高于成人的代謝率；年齡越大，基礎代謝率越低。正常人的基礎代謝每天約為5900~7500kJ。
③ 呼吸商與食物的卡價
a.呼吸商
營養物質在體內氧化分解時需要消耗氧，同時釋放出二氧化碳，二者的比值稱為呼吸商。呼吸商是一個重要的代謝概念。各種營養物質因結構不同，其物質組成不同，碳氫氧含量比例也就不同，所以呼吸商不同。糖、蛋白質和脂肪的呼吸商分別是1.0、0.8和0.7，正常人混合膳食的呼吸商平均為0.85，通過呼吸商的測定可以預判不同生理和病理狀態下能量消耗的情況。
b.食物的卡價
人體所需要的能量來源于動物性和植物性食物中的糖類、脂類和蛋白質三種產能營養素。每克產能營養素在體內氧化所產生的能量值稱為 “食物的熱價”或 “食物的卡價”，亦稱 “能量系數”。在代謝研究中，人們常使用食物的卡價來衡量食物供能方面的情況。每克糖、脂肪和蛋白質的卡價分別為4kcal、9kcal、4kcal，若換算成目前國際常用的熱量計算單位焦耳 (J)，則每克糖、脂肪和蛋白質的卡價分別為17kJ、38kJ和17kJ。