营养素的概念：一般情况下，我们认为人类的营养素(nutrient)是指食物中可给人体提供能量、构成机体和组织修复以及具有生理调节功能的化学成分。更广泛的定义是，能维持人体健康以及提供生长、发育和劳动所需要的各种物质都可称为营养素。人体所必需的营养素有蛋白质、脂肪、糖、无机盐（矿物质）、维生素、水和纤维素等7大类。

营养素是生物进化的产物，随着生命形式的复杂程度增加，营养素的类型和范围不断变化。新陈代谢是一切生命现象共同的重要特征之一，所谓新陈代谢是指生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。新陈代谢就决定了必须和周围环境进行物质和能量交换，其中物质交换的种类大部分都属于营养素的范围。一般来讲，处于在生物链下游的物种营养素种类相对比较少，处于食物链上游的物种，杂食性动物比肉食类和草食类动物的营养素种类更多，草食类动物相对比肉食类动物营养素种类更多。

营养素在不同物种存在不同定义。人类营养素一般限制于通过食物摄取的物质，严格意义上，水和氧气虽然对人体的重要性非常大，一般不作为营养素看待，又由于水主要通过食物和饮水摄取，一般把水作为重要营养素看待。植物主要依靠根吸收营养素，也依靠叶片吸收空气中的二氧化碳，低等生物摄取营养主要依靠和环境直接进行物质交换，而气体在植物和低等生物中具有更突出的作用，因此许多气体在植物和低等生物也被归类为重要营养素。例如氮气和氢气是固氮菌和甲烷菌的重要营养素，二氧化碳是植物的重要营养素。

对食草类和杂食性动物来讲，许多维生素如维生素C主要依靠植物类食物摄取，因此属于重要营养素。但对肉食性动物或低等生物，植物来源的多种维生素完全可以依靠自身合成，因此不作为营养素看待。因此营养素的一个特征是机体是否需要补充。

营养素的范围一直在不断扩大。随着生命科学研究的进步，人们对营养素的认识不断丰富。过去一些没有被认识的营养素不断被发现，历史上各类维生素的发现就是最经典的例子，现在也不断发现一些物质虽然不是维持生命的必须物质，但对维持人类健康十分重要。例如，葡萄籽的一种成分白黎芦醇，西兰花等十字花科植物中的莱菔硫烷，生姜的姜黄素，大蒜的大蒜素等都属于这类营养素。

许多气体可能是被人们忽视的一类营养素。二氧化碳是植物的营养素，氢气是细菌的营养素。二氧化碳对动物的酸碱平衡和呼吸运动等重要生理功能具有关键调节作用，但动物代谢产生大量二氧化碳需要通过呼吸排泄的物质，不再需要从外界摄取补充，因此不再属于营养素。氢气、甲烷等物质也应该重要的营养素类物质。氢气和甲烷对保护生物体免受炎症和氧化损伤具有重要作用，一般情况下，氢气和甲烷主要来自大肠内细菌代谢产生，在草食类动物，这些气体的产量十分巨大，不是主要问题，而作为杂食性动物的人类，这些气体可能会因为食物种类的单一，如过度食用精细加工的粮食和肉类导致细菌营养物质缺乏而产量不足，从而导致气体营养素的缺乏。随着研究的深入，气体营养素的范畴将会不断扩大。气体营养素和传统营养素的概念最大的区别是这些物质不一定是直接通过食物获取，因为食物不是气体的理想载体，但人类和许多动物可能存在某些生物气体不足的可能，甚至是某些疾病发生的根源，通过呼吸或饮水或增加细菌产生等方式可以提供补充能提高健康水平。