人以及多數消化、吸收、代謝動物攝入食物以獲得足夠的營養素；攝取食物後，經過，利用食物中身體需要的物質（養分或養料）以維持生命活動。所以營養對於人體的健康是非常重要，尤其對運動員，營養素的攝取與生理功能、運動能力、運動表現等有密切關係。在運動營養學中，營養素有分為巨量營養素及微量營養素。
巨量營養素分為醣類、脂質和蛋白質:
醣類功能：
醣類主要的功能在給身體所需要的能量，1公克醣類可產生4大卡的熱量。當身體中醣類不夠時，便會以蛋白質作為能量的來源，而使蛋白質無法促進生長發育、修補組織之功能，所以醣類可以節省蛋白質的消耗。在脂質氧化過程中，必須有醣類的參與氧化才能完全，否則會產生過多的酮體，造成酮酸中毒。醣類中的葡萄糖是神經細胞能量的唯一來源，尤其是腦細胞特別不可缺少，否則會影響其正常功能
在長時間激烈的運動中，肌醣原的耗竭低血醣症的發生與運動疲勞有著密切關係。攝取醣類可以提高身體的血醣水平和運動後期醣氧化的速度，並可減少肝膅葡萄糖的輸出。糖類在骨骼肌收中運動非常重要，因此應該攝取糖來維持糖的可利用率和高速度糖分氧化能力，這種方法可以有效提高而力運動能力。世面上有許多醣類補充品如葡萄糖、蔗糖和麥芽糖，對運動中代謝和運動能力的影響似乎沒有差異，但是單獨補充果糖還不到補充醣的明顯效果。
脂質功能：
a.提供能量：脂肪酸提供了60%人體所需熱量，肌肉所需要的能量主要來自飲食攝取的油脂與醣類和脂肪組織儲存的脂肪酸。三酸甘油酯﹙Triglycerides﹚每公克可以產生9大卡熱量，比蛋白質或醣類只能產生4大卡，油脂提供能量的效率高很多
b.儲存熱量：人體以脂肪的形式儲存能量，儲存油脂的細胞稱為脂肪細胞﹙Adipocytes﹚，大量的脂肪細胞形成脂肪組織﹙Adipose tissue﹚
c.隔絕與保護作用：脂肪組織的重量大約佔體重的15-30%。內臟脂肪存在重要的內臟器官外層，能防震和減少器官傷害。脂肪組織的隔絕、保護與襯墊的功能，可以減少活動時的疼痛及皮膚對低溫的調適敏感。如寒帶動物像北極熊、海豹和鯨魚都有大量脂肪組織，以隔絕寒冷的環境
d.運送脂溶性維生素
e.提供必需脂肪酸
f.構造與調節作用：磷脂質和膽固醇在人體內有重要的生理功能。磷脂質是構成細胞膜之成份。在食物中，磷脂質可以作為乳化劑，促進水分與油脂的互溶和安定性。膽固醇也是細胞膜的成分，腦部含量很多，母奶中的含量高，對於生長與發育也是很重要。膽固醇於體內能合成膽鹽、維生素Ｄ與固醇類激素等
g.提供飽足感:在人體中糖和脂肪的儲備很充足，運動時肌肉的能量來源很豐富，運動代謝時外周脂肪組織及肌細胞內儲存的脂肪酸提供相當數量的能量來源。在低度運動時脂肪組織釋放入血的脂肪酸表明，當肌肉內脂肪分解很少或沒有分解時，它是肌肉收縮時的主要能量來源。在中等強度運動時，脂肪分解率最高，其中外周脂肪細胞和肌內甘油三酯在脂肪氧化中谷的比例基本相等。在高強度運動時，脂肪酸進入血中速度明顯下降，肌內甘油三酯沒有增加。這種情況下，肌糖分解和乳酸增加抑制了體內的脂肪分解。
蛋白質功能：
◆ 構造與機械性功能：
a.在細胞：除了70%水分之外，蛋白質佔15%，是含量最多的有機成分，分怖在細胞膜、胞器與細胞質中。細胞膜上的蛋白質參與物質通透、荷爾蒙受器、連結、酵素等作用。細胞質中的微結構含有多種纖維狀蛋白質。
b.在人體：肌肉含有肌纖維，由肌凝蛋白與肌動蛋白所構成，負責肌肉的收縮作用。骨骼、牙齒、皮層、毛髮等等也都含有獨特的纖維狀膠原蛋白﹙collagen﹚。
◆ 蛋白質有多種調節功能：
a.酵素：蛋白質催化各種合成或分解的生化反應，例如各種消化酵素。
b.激素(荷爾蒙)：例如胰島素、甲狀腺素、副甲狀腺素等等。
c.蛋白質運送功能：例如血紅素、脂蛋白等。
d.蛋白質有助抗體：由免疫細胞合成，具有專一性的辨識作用，可辨識外來物質並加以破壞清除。
e.保持身體水份平衡：血漿中蛋白質維持血液的滲透壓，蛋白質不足會使水分滲出血管，流入組織間隙，造成水腫的症狀。
f.保持電解質之平衡。
g.保持酸鹼平衡：緩衝血液酸鹼度的變化。
h. 蛋白質有供應葡萄糖與能量：平日在各餐之間，沒有飲食醣類之供應，而且肝醣用盡時，可由胺基酸代謝轉變成葡萄糖以維持血糖濃度。禁食或飢餓時，也有相同的反應。當身體無法獲得充足的熱量營養素時，組織蛋白質會分解生成胺基酸，氧化以供應細胞所需的能量，每公克蛋白質可以產生4大卡熱量。
體育運動參加者的個體蛋白質需要量有所增加，那些常參加重量訓練者的蛋白質需要量明顯地比耐力訓練者大。這些有限的可用訊息提示，運動對蛋白需要量的影嚮，男性大於女性。此外，在其他因素與訓練的作用混合存在的情況下，蛋白質需要量可能增加得更多。
為了提高運動員的神經興奮性，補充運動過程中的能量損耗與組織修復，必需增加蛋白質的供給。運動強度較大的運動員，應按每日每公斤體重2.4～2.5克計算供給量；一般運動員，每日供給100～120克蛋白質。含蛋白質豐富的食物有雞蛋、牛奶、魚、蝦、大米、小麥、甘薯、大豆、玉米、花生、綠豆、小米、白菜等。
因此，運動員如要增加運動過程中的爆發力及持久力，是需要有計劃性增加糖類、脂質及蛋白質，才可使運動成績更亮眼。
