食物中的有效成分称为营养素。这定义很简单，就2点，食物和有效成分。首先，什么叫食物，简单说，人吃的叫食物，狗吃的叫狗粮，牛吃的叫饲料；往细里说，经常吃、很多人吃、量大的才是食物。像树皮，饥荒时可能很多人吃，但饥荒不是经常发生，所以不是食物；像生姜，有的人经常吃泡姜、苹果肉丝等，但不是很多人都这样吃，所以也不是食物；像香料调味品等，用量少，也不能叫食物。
其次，什么是有效成分，大致认为能够提供能量、构成机体组织或调节生理过程的化学物质就是有效成分。那不溶性纤维（纤维素、木质素等），它穿肠而过，是营养素吗？如果来自食物，那叫不溶性膳食纤维，是营养素，因为它能调节生理过程---排便；如果来自树皮、青草，不来自膳食，那就不是营养素。阿司匹林能抗炎，是有效成分，但来自药物，不是营养素；乙醇、乙酸能产生能量，是有效成分，但不来自食物，也不是营养素。
营养素大概有40种左右，大致分为7大类：
1. 水，一种，也是一类；
2. 碳水化合物，一般指人体能消化吸收的己糖（6碳糖）及聚合物，葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、糖原等，全部算一种，算一类；
3. 脂类，包括脂肪和胆固醇，这两个是不同的东西，脂肪供能，胆固醇不能供能，很多地方这两者是分列的；不管脂肪酸、饱和脂肪、ω-9脂肪等等，全部算一种，算一类；
4. 蛋白质，各种氨基酸、多肽和蛋白质都算一种，算一类；
5. 矿物质，常量元素碳、氢、氧、氮、钙、磷、硫、氯、钾、钠、镁和微量矿物质（微量元素）铜、碘、铁、锰、钼、硒、锌等，18种以上；
6. 维生素，脂溶性维生素---A、D、E、 K和水溶性维生素--- B?、 B?、B?、B?、B?、B?、B?、B??、C等，13种以上；
7. 膳食纤维，分可溶性膳食纤维---菊粉、Β-葡聚糖、果胶等和不溶性膳食纤维---纤维素、木质素等，全部算一种算一类。
18种以上矿物质和13种以上的维生素，再加上5种（即5大类），营养素总数有36种以上。以前，营养素分为6大类，即把膳食纤维归入碳水化合物这一类；现在，也有把植物化学物质（植化素）称为第8大类营养素的，目前已知的食物中的植化素超过1万种，且种类不断增加，生理作用逐渐被发现。我们经常听到，类胡萝卜素中的番茄红素，多酚类中的花青素、槲皮素、黄酮，含硫化合物中的大蒜素，等等。
营养素按是否“必需”分为必需营养素和非必需营养素。必需营养素：人体不能（或不能足量）合成，必须从食物获得，如必需氨基酸、必需脂肪酸、维生素。非必需营养素：机体能自身合成，如葡萄糖、胆固醇等。按照必需的定义，水因不能足量合成，是必需营养素；膳食纤维、矿物质，人体不能自身合成，都是必需营养素。实际上，我们并不把水和膳食纤维看作必需营养素，也没有必需矿物质的提法。根据需要量，营养素有宏量营养素、常量元素和微量元素之说。宏量营养素指3大供能营养素，碳水、脂肪和蛋白质；水需要量虽大，但一般不包括在内。营养过剩、营养不良指供能营养素的过剩或缺乏，与水、矿物质、维生素和膳食纤维无关。常量元素是含量占体重0.01%以上、需求量大的元素；而微量元素则占体重0.01%以下。
营养素的定义除食物和有效外，还应考虑量的问题。如果不考虑适量的问题，那青草是很好的食物，打碎后可以补充纤维。可是，它的纤维含量太高了，人体负担不了。 营养素摄入不足影响健康，摄入过量同样会引起健康问题，如钠摄入过多---高血压风险上升，蛋白质摄入过多---血尿酸上升，总热量摄入过多---肥胖、血糖上升、血脂上升，维生素A过多---中毒，等等。有效成分只有适量时才是营养，过量时是垃圾，甚至可以说是毒药。
所以，谈论食物是否有营养时，必须考虑身体是否需要这些营养素；营养素不足时补充，叫“补”；营养素充足时，还去补充，那叫“过量或中毒”。过去，供能营养素摄入不足，炖只鸡叫补；现在，供能营养素充足，矿物质摄入不足，喝菜汤叫补。过去有积劳成疾，现在叫锻炼身体。所以，一种食物的营养价值，随着饮食结构、生活方式的变化而变化。过去，水果含碳水、矿物质、维生素、膳食纤维和植化素，营养价值高；现在，水果中的碳水，尤其果糖，成了我们的负担，营养价值大打折扣。同样的食物，他吃是营养，你吃是过量；同样的碳水，吃对了降尿酸、降血脂，吃错了升尿酸、升血脂。
人体需要种类繁多的营养素，每种都有其适量范围，膳食最根本的原则是：均衡，多样。均衡指每种营养素的量在适当范围，相关营养素的比例合理，如碳、蛋、脂供能比合理，钙镁比合理；多样指多种多样的食物才能满足人体对数量庞大的营养素的需求。人的结肠有各种益生菌，不同的益生菌喜好不同的可溶性膳食纤维，多样化的食物提供多样化的可溶性纤维，能更好地维持结肠益生菌的生态。不同的植化素有不同的生理功能，不同颜色的食物植化素含量不同，不同的、多彩的食物能提供数量更加丰富的植化素。感情上，喜新厌旧、好色可能带来问题；吃的方面，喜新厌旧、好色可能解决问题。烹饪方面，一些维生素、植化素对热敏感，生吃蔬菜也是食物多样化的一个方面。
目前，一些人类需要的营养素仍然没发现，很多营养素的适量范围还不知道，食物中很多营养素的含量也不清楚。此时，要做到均衡多样，最简单可行的方法就是：什么都吃，什么都不多吃。
