人類為了生存、生產勞動和活躍的社會生活，必須每天從膳食中獲取各種各樣的營養物質。不同的個體由於其年齡、性別和生理狀況不同對各種營養素的需要量可能都不相同。一般成年人需要從膳食中獲取營養素來維持體重及保證機體各種生理功能。兒童青少年除了維持外還需要獲得更多的營養物質來滿足生長髮育的需要。妊娠和哺乳的婦女還需要獲得額外數量的營養素，以保證胎兒的生長髮育以及母體相關組織增長和泌乳的需要等。
簡單來說，營養，就是是指人類通過攝取食物提供的營養素來滿足自身生理需要的生物學過程。
但除此之外，營養還有如下作用：
1.營養與免疫
現代免疫的定義是機體對外來異物的的一種反應；是機體識別“自己”與“非己”物質，並對非己異物加以排斥和清除，以維持機體內環境平衡穩定的一種生理性防禦反應。
人民早已認識到營養不良人群對感染的敏感性增加，死亡率也較高。20世紀60年代，科學家已發行營養不良與感染密切相關，其中免疫系統起著十分重要的作用。合理營養是維持正常免疫功能的重要條件，當機體某些營養素缺乏，生理功能及生化指標尚屬正常是，免疫功能已經出現各種異常變化，如胸腺、脾臟等淋巴器官的組織形態會發生改變。近年來營養與免疫已成為基礎營養研究的一個非常活躍的領域，營養不良所致營養免疫功能低下與感染性疾病、腫瘤等的發生密切相關。目前，該方面的研究已經進入亞細胞及分子水平，重點集中在利用現代生物科學技術的最新進展，從基因水平上去探索某些微量營養素或其他活性代謝產物免疫調節作用的分子機制。這些研究的新成果必將推動人民從深層次上去認識營養與健康的關係。
2.營養與遺傳
生物體的整個生命過程，都受到內在因子和外在因子的影響。生物體的重要內在因子是遺傳物質DNA，它是由一系列嘌呤和嘧啶鹼基以一種預先安排的模式通過磷酸和核糖基團連接起來的。DNA的這種預先安排的模式存在於人體的46條染色體上。這些染色體被劃分為很多被稱為基因的特定單元，即基因就是具有合成有功能的蛋白質多肽鏈或RNA所必需的全部核苷酸序列（通常稱為DNA序列）。基因決定了生命的每種特性和特徵：種屬、性別、壽命、新陳代謝功能、外部特徵和對外界環境（包括營養）的多種反應，基因決定了人體的遺傳性狀和生老病死。
但是，遺傳所得的基因信息僅僅是建立了我們身體和生命過程的模板，生命過程反過來又會影響基因的表達和功能。也就是說，一個個體身體的、生物化學的、生理學的全部組成，即一個人的表型室友遺傳和環境所共同決定的。營養素與基因的相互作用對受孕、正常生長、發育及健康長壽都有潛在影響，可能還會對造成死亡的疾病有決定性作用。可以說，營養（或特定的營養素）雖然不能改變一個人的最終遺傳學命運，但是它可以改變這些遺傳學命運特徵出現的時間框架。隨著對個體遺傳特性方面知識的進一步擴展和對營養與基因相互作用關係的深入瞭解，營養學家將能夠為人們推薦攝取一些營養素，促使人體能增進與良好健康有關的基因表達，而抑制與疾病有關的基因表達。營養學家還提出一些積極地膳食措施以減少由於基因突變而引起代謝異常而對機體的傷害。
3.營養與氧化應激
上世紀70年代以來，生物學和醫學的研究與實踐積累了大量資料，證明體內過多的活性氧（包括氧自由基）引起的氧化應激是涉及人類多種疾病的發生發展與人體衰老的一個重要因素，因此受到重視。
實際上，需氧生物在漫長的生物進化過程，隨著氧化代謝效率提高，體內抗氧化能力也不斷增強，人體已有多種清除活性氧與過氧化物機制，形成較為完善的抗氧化體系，故在正常情況下，機體和細胞內活性氧和過氧化物生成與清除，即過氧化物／抗過氧化物處於動態平衡。氧化應激指這種平衡受破壞，即機體或局部在某種因素作用下，活性氧、過氧化物生成增加或（和）清除減少，因而細胞生物大分子受到氧化損傷，導致結構功能發生異常。
營養與氧化應激間存在雙重密切關係。一方面，營養素在體內代謝過程中可產生活性氧及中間產物自由基；過渡金屬微量元素，如Fe2+、CU可促進活性氧生成。另一方面，也是我們更為關注的，平衡飲食、合理營養可增強機體抗氧化防禦功能；某些營養素和食物成分能直接或間接發揮抗氧化作用，故重視日常飲食和營養有利於防病與健康，還可能延緩衰老。
4.營養與基因表達
基因表達，是指按基因組中特定的結構基因上所攜帶的遺傳信息，經轉錄、翻譯等一系列過程，指導合成具有特定氨基酸順序的蛋白質分子而發揮特定生物功能的過程。但並非基因組上所有的結構基因都在所有細胞中表達，二必須根據機體的不同發育階段、不同的組織細胞及不同的功能狀態，選擇性、程序性地在特定細胞表達特定的數量的基因，這就是基因表達的調控。基因表達的調控是一個多水平（基因組、轉錄、轉錄後、翻譯及翻譯後）調控的複雜過程。
對基因表達實驗研究可以發現營養素在這些調控步驟中的哪一步發揮作用。營養素的直接作用大約有80%出現在轉錄水平，而營養素的間接作用（能量和氨基酸的供應）則出現在基因表達的所有水平。
基因表達的大致過程包括可轉錄結構基因的活化、轉錄、轉錄加工和剪接、轉位到胞漿、mRNA翻譯等，某些蛋白質翻譯後尚有修飾過程。營養素攝入量的改變可以影響許多基因的表達。營養對基因表達的調控有直接作用，也可以通過激素或其他能激活信號轉導系統的介導物而發揮作用。
目前的研究認為，營養調控基因表達的主要途徑有：①類固醇及類固醇樣激素受體途徑；②cAMP或cGMP蛋白酶途徑，該途徑通過對一些因子的磷酸化作用，產生新的基因開關（gene off-on）；③酪氨酸激酶系統；④離子通道的修飾和/或磷酸肌醇介導的途徑。
5.微量營養素與基因組的穩定性
長期以來人們一直認為，接觸外源性的物理（如輻射）和化學因素（如誘變劑和致癌物）是導致人類體細胞和生殖細胞基因組發生重大改變的主要原因，這些變化可能導致基因突變、染色體畸變頻率增加而最終致使腫瘤及發育缺陷等疾病發生。而近年來的一系列研究卻表明膳食不平衡對人體的遺傳物質也有類似的損傷作用。人們在研究中發現即使在沒有明顯的致癌物接觸史的情況下，某些人群的DNA突變率依舊保持在較高水平，並且相同年齡年齡的個體之間突變率的變異很大，分析研究的結果提示：遺傳和膳食是決定突變率背景值變異大小的主要因素。
目前已知膳食在維持基因組穩定性中所起到的重要作用遠遠超出我們以往的想象，因為膳食可以通過食物中致癌物的攝入及活化/解毒過程、DNA合成、DNA修復及凋亡等多種途徑影響基因組的穩定性，這些代謝過程的正常維持不僅有賴於酶的作用，同時還有賴於這些相關反應中重要的底物或輔助因子，其在細胞中維持穩定的濃度對於發揮正常的生理生化功能是至關重要的，而正是通過合理膳食對適量的微量營養素（主要指礦物質和維生素）的補充才能保證這些底物或輔助因子維持在適當濃度，一旦人體對這些關鍵的營養素攝入不足將導致通過損傷關鍵酶的活性而影響基因組的穩定性，這與遺傳疾病或接觸致癌物、電離輻射所引起的遺傳物質損傷有相似的後果，因此膳食中的微量營養素同樣是決定基因組穩定性的一個關鍵因素。
以前的RDA（建議每日攝入量）是基於對營養素缺乏性疾病預防的基礎上制定的，如補充一定量的維生素C以預防壞血病，補充葉酸預防貧血，補充煙酸預防糙皮病等。而實際上這些營養素缺乏性疾病在發達國家的發病率很低，但是預防退行性疾病、發育性疾病對於發達國家意義更為重要。2001年美國為了預防神經管缺陷的發生，在新推出的膳食營養素參考攝入量中，對葉酸的RDA進行了修改，比以往提高了一倍多。目前國際上已認識到寵幸修訂RDA以降低老年人退行性疾病（如腫瘤、心血管疾病和阿茲海默病）的發病率的必要性，因為DNA損傷是導致退行性疾病、發育性疾病和衰老的部分原因，故而研究者應該更加重視通過明確重要微量營養素的最佳供給量來預防核DNA和線粒體DNA的損傷。但到目前為止，人們對於基於基因組穩定性的微量元素最佳水平的認知是匱乏並且支離破碎的。
膳食中對微量營養素的適量補充在某些情況下能有助於克服維持DNA穩定性的關鍵途徑中某些遺傳性代謝障礙。在微量營養素對DNA影響的研究領域裡，基因型和膳食的相互作用對於患病危險度的調節效應正日益受到關注，如缺乏維生素C（＜50% RDA），可能引起DNA氧化，導致白內障、腫瘤、心臟疾病等。微量營養素缺乏可出現類似輻射和化學物對DNA的損傷作用，導致DNA單鏈或雙鏈斷裂、氧化損傷等，而染色體畸變如雙鏈斷裂時人類腫瘤發生的一個重要徵兆。因此，有人指出：微量營養素缺乏引起的DNA損傷可能是腫瘤發生的主要原因。
6.營養與非傳染性慢性病（NCD）
“慢性病”在臨床醫學中是一個很廣泛的概念。不管何種病因，也無論是發生在哪個系統，只要病期較長、病情表現為慢性禁止，都可以歸於慢性病範疇。2005年世界衛生組織（WHO）的報告中列舉了在全球疾病負擔中佔有重要地位的慢性病包括：心臟病、中風、癌症、慢性呼吸道疾病、糖尿病，以及視力衰退和失明、聽力衰退和失聰、口腔疾病和遺傳疾病等。
非傳染性慢性病（NCD）是一類重要的慢性病。此類疾病的主要特點之一是隨著社會經濟的發展，其發生率呈現顯著增加趨勢，對各國居民的健康狀況造成日益嚴重的危害；而且這類疾病的發生都與生活方式密切相關（主要有不健康飲食、不鍛鍊身體、使用菸草等），可以通過健康教育等干預措施是這類疾病得到有效預防。
隨著我國近年來社會經濟的發展、工業化、城鎮化、老齡化進程加快，我國居民慢性病患病、死亡呈現持續、快速增長趨勢。我國衛生部文件（2012）表明，影響我國人民群眾身體健康的慢性病主要有心腦血管疾病、惡性腫瘤、糖尿病、慢性呼吸系統疾病等。目前確診的慢性病患者炒股2.6億人，佔到了總人口的20%以上。每年我國有600萬~700萬人死於慢性病。僅惡性腫瘤、腦血管病、心臟病三項慢性病死亡人數就已佔到了中國目前因病死亡人數的63.40%。因慢性病死亡人數佔我國居民總死亡構成已上升至85%（WHO，2005）。
慢性病的危險因素很多，目前公認的原因包括社會因素（經濟水平、文化水平等）、生物因素（年齡、性別、遺傳易感性等）以及行為因素（膳食、體力活動、吸菸等）。其中膳食營養因素經過大量的研究證明，已被公認為NCD的主要風險因素之一。
WHO在2003年發佈的聯合專家報告中，遵照循證營養學的原則對一些營養素與慢性病相關的證據進行了總結，如大量攝入高能量食物確實可以增加肥胖症危險，亞油酸確實可降低心血管疾病風險等（WHO，2003），隨後的十幾年間，營養科學研究又積累了很多預防慢性病的資料。例如循證營養學研究表明，維生素C攝入量在減少心血管疾病和某些癌症的危險性方面都具有重要意義（De Marchi S, et al.2012;Frei B, et al.2012）。
由於膳食營養因素已被公認為慢性疾病的主要風險因素之一。國際組織和許多國家學術團體倡導通過膳食干預來預防和減少慢性病。以中國為例，國家衛生部等15個部門2012年5月發佈了《中國慢性病防治工作規劃（2012-2015年）》，指出目前醫療衛生工作需要關注三大可干預危險因素：吸菸、不合理膳食（包括過量食鹽攝入，不合理脂肪攝入以及過量飲酒）、缺乏體育鍛煉。呼籲通過對上述危險因素進行干預來積極預防心血管疾病、腫瘤、2型糖尿病等慢性病（衛生部，2012）
2013版《中國居民膳食營養素參考攝入量》根據不同營養素和膳食成分的特點提出了預防非傳染性慢性病的建議攝入量（PI-NCD），宏量營養素可接受範圍（AMDR）以及特定建議值（SPL），分別用於營養素和其他膳食成分。其根本目的是以慢性病的一級預防為目標，讓中國居民習慣性的攝入量達到或接近建議攝入量，或保持在一定的範圍內，以便降低人群中與膳食營養因素有關的慢性病發生率。
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