Makanan adalah jaringan tumbuhan dan hewan serta sel mikroba yang dikonsumsi oleh organisme. Struktur organik ini dipecah menjadi molekul yang dapat dicerna yang menyimpan energi kimia dalam ikatannya. Energi makanan mengacu pada sumber potensial energi seluler yang tersedia dalam ikatan kimia makanan.
Semua makhluk hidup mengkonsumsi energi dalam proses pertumbuhan dan reproduksi. Sumber semua energi yang tersedia untuk kehidupan di Bumi adalah matahari, reaktor termonuklir yang berputar dengan aman di luar angkasa. Melalui proses fotosintesis, tanaman mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, menggunakan sebagian dari energi itu untuk kebutuhan seluler mereka sendiri. Bentuk kehidupan lain, termasuk manusia, mengkonsumsi tanaman untuk menghasilkan sistem biologis yang kompleks dan pada gilirannya menyediakan sumber energi kimia tambahan dalam jaringan tubuh mereka untuk organisme lain. Hirarki di antara berbagai organisme ini disebut rantai makanan atau jaring makanan.
Kandungan energi makanan dapat dihitung dengan cara membakar bahan sampai habis dikonsumsi. Produk dari reaksi pembakaran akan karbon dioksida, abu, air, dan panas. Panas yang dilepaskan ditangkap dan diukur dengan melakukan reaksi di heat sink, seperti bejana pembakaran berjaket air yang disebut kalorimeter. Panas ini adalah energi total yang tersedia dalam makanan dan merupakan dasar dari kalori yang umum digunakan. Perhatikan bahwa kalori yang digunakan dalam pelabelan makanan setara dengan 1,000 kalori (1 kkal atau 4.182 kilojoule) energi, sebagaimana diukur.
Dalam sistem pencernaan organisme, makanan diubah menjadi bahan kimia yang dapat diserap ke dalam sel secara langsung atau tidak langsung dari sistem pengiriman yang bersirkulasi, seperti darah. Manusia mampu memperoleh karbohidrat, lemak pendek, dan protein sebagai sumber nutrisi. Faktor lain yang membantu pembentukan jaringan diserap bukan karena kandungan energinya tetapi sebagai katalis reaksi, kofaktor, atau senyawa yang tidak dapat diproduksi tubuh, seperti asam amino esensial.
Di dalam sel, kandungan karbon dari molekul makanan dioksidasi menjadi karbon dioksida atau molekul yang mengandung oksigen lainnya. Pelepasan energi dari konversi ditangkap oleh rantai molekul yang mentransfer elektron, termasuk adenosin trifosfat (ATP). Molekul memungkinkan reaksi yang membangun struktur yang dimungkinkan secara termodinamika dengan menurunkan energi aktivasi.
Energi makanan adalah sumber energi untuk penggunaan saat ini dan dasar pembangunan jaringan. Beberapa energi makanan melebihi kebutuhan tubuh dan disimpan dalam berbagai molekul untuk digunakan nanti. Proses mengubah energi makanan menjadi aktivitas sel saat ini atau menjadi pertumbuhan sel disebut metabolisme. Organisme yang berbeda bahkan dari spesies yang sama melakukan tugas ini pada tingkat makro, dengan efisiensi yang bervariasi. Ketika pelaku diet mengatakan bahwa mereka memperhatikan kalori mereka, itu berarti mereka mencoba untuk mengontrol asupan energi makanan mereka untuk menghindari penambahan kapasitas penyimpanan tambahan untuk molekul penyimpan energi yang berlebihan.