食物中的有效成分稱為營養素。這定義很簡單，就2點，食物和有效成分。首先，什麽叫食物，簡單說，人吃的叫食物，狗吃的叫狗糧，牛吃的叫飼料；往細裏說，經常吃、很多人吃、量大的才是食物。像樹皮，饑荒時可能很多人吃，但饑荒不是經常發生，所以不是食物；像生薑，有的人經常吃泡薑、蘋果肉絲等，但不是很多人都這樣吃，所以也不是食物；像香料調味品等，用量少，也不能叫食物。
其次，什麽是有效成分，大致認為能夠提供能量、構成機體組織或調節生理過程的化學物質就是有效成分。那不溶性纖維（纖維素、木質素等），它穿腸而過，是營養素嗎？如果來自食物，那叫不溶性膳食纖維，是營養素，因為它能調節生理過程---排便；如果來自樹皮、青草，不來自膳食，那就不是營養素。阿司匹林能抗炎，是有效成分，但來自藥物，不是營養素；乙醇、乙酸能產生能量，是有效成分，但不來自食物，也不是營養素。
營養素大概有40種左右，大致分為7大類：
1. 水，一種，也是一類；
2. 碳水化合物，一般指人體能消化吸收的己糖（6碳糖）及聚合物，葡萄糖、果糖、蔗糖、澱粉、糖原等，全部算一種，算一類；
3. 脂類，包括脂肪和膽固醇，這兩個是不同的東西，脂肪供能，膽固醇不能供能，很多地方這兩者是分列的；不管脂肪酸、飽和脂肪、ω-9脂肪等等，全部算一種，算一類；
4. 蛋白質，各種氨基酸、多肽和蛋白質都算一種，算一類；
5. 礦物質，常量元素碳、氫、氧、氮、鈣、磷、硫、氯、鉀、鈉、鎂和微量礦物質（微量元素）銅、碘、鐵、錳、鉬、硒、鋅等，18種以上；
6. 維生素，脂溶性維生素---A、D、E、 K和水溶性維生素--- B?、 B?、B?、B?、B?、B?、B?、B??、C等，13種以上；
7. 膳食纖維，分可溶性膳食纖維---菊粉、Β-葡聚糖、果膠等和不溶性膳食纖維---纖維素、木質素等，全部算一種算一類。
18種以上礦物質和13種以上的維生素，再加上5種（即5大類），營養素總數有36種以上。以前，營養素分為6大類，即把膳食纖維歸入碳水化合物這一類；現在，也有把植物化學物質（植化素）稱為第8大類營養素的，目前已知的食物中的植化素超過1萬種，且種類不斷增加，生理作用逐漸被發現。我們經常聽到，類胡蘿卜素中的番茄紅素，多酚類中的花青素、槲皮素、黃酮，含硫化合物中的大蒜素，等等。
營養素按是否“必需”分為必需營養素和非必需營養素。必需營養素：人體不能（或不能足量）合成，必須從食物獲得，如必需氨基酸、必需脂肪酸、維生素。非必需營養素：機體能自身合成，如葡萄糖、膽固醇等。按照必需的定義，水因不能足量合成，是必需營養素；膳食纖維、礦物質，人體不能自身合成，都是必需營養素。實際上，我們並不把水和膳食纖維看作必需營養素，也沒有必需礦物質的提法。根據需要量，營養素有宏量營養素、常量元素和微量元素之說。宏量營養素指3大供能營養素，碳水、脂肪和蛋白質；水需要量雖大，但一般不包括在內。營養過剩、營養不良指供能營養素的過剩或缺乏，與水、礦物質、維生素和膳食纖維無關。常量元素是含量占體重0.01%以上、需求量大的元素；而微量元素則占體重0.01%以下。
營養素的定義除食物和有效外，還應考慮量的問題。如果不考慮適量的問題，那青草是很好的食物，打碎後可以補充纖維。可是，它的纖維含量太高了，人體負擔不了。 營養素攝入不足影響健康，攝入過量同樣會引起健康問題，如鈉攝入過多---高血壓風險上升，蛋白質攝入過多---血尿酸上升，總熱量攝入過多---肥胖、血糖上升、血脂上升，維生素A過多---中毒，等等。有效成分隻有適量時才是營養，過量時是垃圾，甚至可以說是毒藥。
所以，談論食物是否有營養時，必須考慮身體是否需要這些營養素；營養素不足時補充，叫“補”；營養素充足時，還去補充，那叫“過量或中毒”。過去，供能營養素攝入不足，燉隻雞叫補；現在，供能營養素充足，礦物質攝入不足，喝菜湯叫補。過去有積勞成疾，現在叫鍛煉身體。所以，一種食物的營養價值，隨著飲食結構、生活方式的變化而變化。過去，水果含碳水、礦物質、維生素、膳食纖維和植化素，營養價值高；現在，水果中的碳水，尤其果糖，成了我們的負擔，營養價值大打折扣。同樣的食物，他吃是營養，你吃是過量；同樣的碳水，吃對了降尿酸、降血脂，吃錯了升尿酸、升血脂。
人體需要種類繁多的營養素，每種都有其適量範圍，膳食最根本的原則是：均衡，多樣。均衡指每種營養素的量在適當範圍，相關營養素的比例合理，如碳、蛋、脂供能比合理，鈣鎂比合理；多樣指多種多樣的食物才能滿足人體對數量龐大的營養素的需求。人的結腸有各種益生菌，不同的益生菌喜好不同的可溶性膳食纖維，多樣化的食物提供多樣化的可溶性纖維，能更好地維持結腸益生菌的生態。不同的植化素有不同的生理功能，不同顏色的食物植化素含量不同，不同的、多彩的食物能提供數量更加豐富的植化素。感情上，喜新厭舊、好色可能帶來問題；吃的方麵，喜新厭舊、好色可能解決問題。烹飪方麵，一些維生素、植化素對熱敏感，生吃蔬菜也是食物多樣化的一個方麵。
目前，一些人類需要的營養素仍然沒發現，很多營養素的適量範圍還不知道，食物中很多營養素的含量也不清楚。此時，要做到均衡多樣，最簡單可行的方法就是：什麽都吃，什麽都不多吃。
