新陈代谢是生命的基本特征之一。新陈代谢包括合成代谢和分解代谢两个方面，前者是指生物体不断地从外界摄取营养物质来构筑和更新自身，并储存能量。后者则为机体利用储存的能量或分解体内自身物质而转变成能量，用以维持体温和进行各种功能性的活动，如躯体活动、心脏射血、细胞的生物电活动和生物分子的合成等。可见物质代谢与能量代谢是相伴随发生的。生理学中通常将生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用称为能量代谢。
一、机体能量的来源和利用
机体能利用的能量来源于食物中的糖、脂肪和蛋白质分子中蕴藏的化学能。当这些营养物质被氧化分解时，碳氢键断裂，释放出能量。人体所需能量的50%～70%来自糖，其次是脂肪。在正常情况下，蛋白质很少作为能源被氧化利用。
糖、脂肪、蛋白质在体内氧化时所释放的能量，约有50%以上以热能形式维持体温并不断地放散于体外；其余部分以化学能的形式贮存于组织细胞内的三磷酸腺苷（ATP）中，在ATP分解时，再放出能量，供应机体合成代谢以及各种生理活动的需要，如肌肉的收缩、神经传导以及细胞内外各种物质的主动转运等。除肌肉活动时所完成的机械功外，其他用于进行各种功能活动所做的功最终都转变为热能。ATP是为体内直接提供能量的物质，亦是重要的贮能物质，它的合成和分解，是体内能量转移、贮存和利用的重要环节。
二、影响能量代谢的因素
机体的能量代谢在体内外各种因素的影响下经常发生着变化，其影响因素主要有以下几方面：
（一）骨骼肌活动
骨骼肌不仅数量多，而且活动强度变化很大，因此，对人体能量代谢率的影响最显著。任何轻微的活动，都会使能量代谢率提高，剧烈运动或劳动时的能量代谢率比安静时要高出许多倍。
（二）环境温度
人体安静时的能量代谢率在20～30℃的环境中最稳定。当环境温度低于20℃时，可因寒战及肌肉紧张度增强而使能量代谢率提高；当环境温度高于30℃时，可因体内进行的化学反应速度增加，同时还有汗腺、呼吸、循环等功能活动增强使能量代谢率增加。
（三）食物的特殊动力效应
人体在进食后的一段时间内，即使处于安静状态，机体的产热量也比进食前额外有所增加。这种食物使机体产生额外热量的现象称为食物的特殊动力效应。各种营养物质的特殊动力效应的强度不同，例如，食入蛋白质食物后，额外增加的热量可达30%；食入糖或脂肪后，分别增加热量4%和6%；食入混合食物后则增加10%。
（四）精神活动
人在平静思考问题时对能量代谢率的影响不大。当精神紧张或情绪激动时，如恐慌、烦躁、愤怒等，能量代谢率将会增加。这是由于神经系统的作用，使骨骼肌紧张度增强，以及促进物质代谢的激素分泌增多，使机体代谢加强的缘故。
以上因素对能量代谢率影响的大小，难以精确计算。在临床工作中为避免上述因素的影响，通常用基础代谢率作为判断能量代谢率的指标。
三、基础代谢
（一）基础代谢的概念
基础代谢是指机体在基础状态下的能量代谢。基础代谢率则是指基础状态下单位时间内的能量代谢。所谓基础状态是指人体处于：①清晨、清醒、静卧；②精神安宁；③空腹（食后12～14h）；④室温在20～25℃之间的条件下。基础状态下各种生理活动都比较稳定，因而代谢率也比较稳定。因此，基础代谢率常作为评价机体能量代谢水平的指标。
（二）基础代谢率的正常值
能量代谢率的高低与体重不成比例，而是与体表面积成正比。因此，能量代谢率常以单位时间内每平方米体表面积的产热量为单位，即用kJ/（m2·h）来表示。
基础代谢率因年龄、性别而有所差异。在相同条件下，男性略高于女性，儿童和少年略高于成人，成人随年龄增长而逐渐下降。
临床上常用基础代谢率的相对值来表示，其计算公式如下：
基础代谢率=实测值-正常平均值×100%
正常人的基础代谢率是比较恒定的，相对值变动在±15%以内属正常。当相对值超过20%时，才有可能是病理学变化。很多疾病都伴有基础代谢率的改变，特别是影响甲状腺功能的疾病。当甲状腺功能时亢进时，基础代谢率可比正常值高出25%～80%；而甲状腺功能低下时，基础代谢率可比正常值低20%～40%。因此，基础代谢率的测定是临床诊断甲状腺疾病的重要辅助方法之一。其他如肾上腺皮质和垂体功能低下、肾病综合征、病理性饥饿等，常出现基础代谢率降低。当人体发热时，基础代谢率也升高，一般情况下，体温每升高1℃，基础代谢率将升高13%左右。