Ezek az anyagok teszik ki a táplálék szárazanyag-tartalmának 90%-át és energiájának 100%-át. Ezek az energiaforrások egymással felcserélhetőek, energiatartalmuk arányának megfelelően. A szénhidrátok és a fehérjék grammonként 4 kalóriát, míg a zsírok grammonként 9 kalóriát tartalmaznak. Eltérő azonban, hogy e tápanyagok milyen gyorsan juttatják energiához a szervezetet; a szénhidrátok a leggyorsabban, míg a zsírok a leglassabban.

Emésztésük a gyomor-bélrendszerben történik, ahol a szénhidrátok cukrokká, a fehérjék aminosavakká, a zsírok pedig zsírsavakká és glicerinné bomlanak. A test ezeket az alapvető összetevőket használja fel saját növekedéséhez, fenntartásához és működéséhez (pl. más szénhidrátok, zsírok és fehérjék előállításához).

Szénhidrátok:A molekula méretétől függően a szénhidrátok lehetnek egyszerűek vagy összetettek. Az egyszerű szénhidrátok a cukor különböző formái, például a glukóz vagy a fruktóz. Mivel ezek kis molekulákból állnak, a test hamar feldolgozza őket, ezért gyors energiaforrásnak számítanak. A gyümölcsök, a tejtermékek, a méz és a juharszirup nagy mennyiségű egyszerű szénhidrátot tartalmaznak, amik a legtöbb cukor és sütemény édes ízéért felelősek.

Az összetett szénhidrátok összekapcsolódott egyszerű szénhidrátokból állnak. Mivel ezek a molekulák nagyobbak, ezért lassabb energiaforrásnak számítanak, de még mindig viszonylag gyorsan kinyerhető belőlük az energia. Ezek a szénhidrátok megtalálhatóak a búzából készült ételekben (pl. kenyérfélék és tészták), más gabonafélékben (pl. rizs és kukorica), babokban és más gyökeres zöldségfélékben (pl. burgonyában).

A szervezet a felesleges energia kis részét szénhidrát formájában tárolja. A máj glikogént tárol, ami könnyen és gyorsan energiává alakítható. Az izmok is tárolnak glikogént, amelyet nagy igénybevétel esetén felhasználnak. A glikogén formájában tárolt szénhidrátok majdnem egy napra elegendő kalóriát tartalmaznak. Néhány más szövet is tárol összetett szénhidrátokat, ezekből azonban nem nyerhető ki energia.

A legtöbb szakember ajánlása szerint a napi kalória-bevitel 50-55%-ának szénhidrátokból kell állnia.

Fehérjék:A fehérjék aminosavak bonyolult alakzataiból állnak. Mivel a fehérjék összetett molekulák, lebontásuk lassú, ezért a szénhidrátoknál lassabb és hosszabban tartó energiaforrásnak számítanak. Húsz féle aminosav létezik. A test ezek közül néhányat elő tud állítani, kilenc aminosavat azonban - az ún. eszszenciális aminosavakat - nem. Ezeket az aminosavakat - a hisztidint, az izoleucint, a leucint, a lizint, a metionint és ciszteint, a fenilalanint és tirozint, a treonint, a triptofánt és a valint - a táplálkozás során kell bevinni.

A test nagymennyiségű fehérjét tartalmaz. A fehérje a test alapvető építőköve, a sejtek fő összetevője. Az izmok, a kötőszövetek és a bőr egyaránt fehérjékből állnak.

A felnőtteknek naponta mintegy 60 gramm fehérjét (testtömeg-kilógrammonként 0,8 grammot vagy az energia-bevitel 10-15%-át) kell elfogyasztaniuk. Azoknak, akik izmaikat fejleszteni szeretnék, ennél valamivel többet kell fogyasztaniuk, akárcsak a gyerekeknek. Ha a szükségesnél több fehérje kerül a szervezetbe, a test nem állít elő több fehérjét (vagy izmot), ehelyett lebontja alkotóelemeire, és zsírként tárolja, ami később szükség szerint lebontható és energiaként felhasználható.

Zsírok:Ezek az összetett molekulák zsírsavakból és glicerinből állnak. A zsírok a leglassabb energiaforrások, energiatartalmuk azonban a legnagyobb. Minden gramm zsír 9 kalóriával látja el a testet, ami több, mint a kétszerese a fehérjék vagy szénhidrátok által szolgáltatott mennyiségnek. Mivel a zsírok enynyire hatékony energiatárolók, a test zsírként tárolja a felesleges energiát. A felesleges zsírt a test a hasban (cseplesz-zsír) és a bőr alatt (bőr alatti vagy subcutan zsír) tárolja, ahonnan az szükség esetén felhasználható. A felesleges zsír egy része a vérerekben és a szervekben található, ahol elzárja a vér útját, illetve károsítja a szerveket, gyakran súlyos következményekkel.

A szervezet néhány zsírsavat - az ún. esszenciális zsírsavakat - nem képes előállítani, ezeket a táplálkozás útján kell bejuttatni. Ezek a normális élelemben található zsír 7%-át és a kalória 3%-át (kb. 8 grammot) teszik ki. Ezek a zsírsavak a linolsav, linolensav, arachidonsav, oeikozapentaénsav és a docosahexaénsav. A linolsav és a linolensav növényi olajakban található. Az agy fejlődéséhez nélkülözhetetlen oeikozapentaénsav és a docosahexaénsav a halolajakban találhatóak. A testben linolsavból arachidonsav, a linolensavból pedig eikozapentaénsav és docosahexénsav állítható elő, a halolaj azonban sokkal hatékonyabb forrás.

A zsíroknak több formája van: egyszeresen telítetlen, többszörösen telítetlen és telített zsírok. Általában a telített zsírok hajlamosabbak növelni a koleszterin-szintet, és növelik az érelmeszesedés (ateroszklerózis) kockázatát. Egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy a transz-zsírsavak, amik a zsír más formái, szintén növelhetik a koleszterin-szintet, és ezáltal az érelmeszesedés kockázatát.

A szakemberek ajánlása szerint a napi kalóriabevitel 30%-ánál, vagy napi 90 grammnál kevesebbet kell zsírból bevinni, a telített és transz-zsírsavak valamint a koleszterin fogyasztását pedig csökkenteni kell. A magas koleszterin-szintű személyeknek nagyobb mértékű csökkentés is szükséges lehet. Ha a napi kalóriabevitel kevesebb, mint 10%-a zsír, a koleszterin-szint általában jelentősen csökken.