Maistas yra augalų ir gyvūnų audiniai, taip pat mikrobų ląstelės, kurias suvartoja organizmai. Šios organinės struktūros suskaidomos į virškinamas molekules, kurios savo ryšiuose kaupia cheminę energiją. Maisto energija reiškia potencialų ląstelių energijos šaltinį, esantį maisto cheminėse jungtyse.
Visi gyvi daiktai sunaudoja energiją augimo ir dauginimosi procese. Visos gyvybei Žemėje prieinamos energijos šaltinis yra saulė – termobranduolinis reaktorius, saugiai besisukantis erdvėje. Fotosintezės procese augalai šviesos energiją paverčia chemine energija, dalį šios energijos panaudodami savo ląstelių poreikiams tenkinti. Kitos gyvybės formos, įskaitant žmones, naudoja augalus, kad sukurtų sudėtingas biologines sistemas ir savo ruožtu savo kūno audiniuose teikia papildomus cheminės energijos šaltinius kitiems organizmams. Šių įvairių organizmų hierarchija vadinama maisto grandine arba maisto tinklu.
Maisto energijos kiekis gali būti apskaičiuojamas deginant medžiagą tol, kol ji bus suvartota. Degimo reakcijos produktai bus anglies dioksidas, pelenai, vanduo ir šiluma. Išskiriama šiluma sugaunama ir išmatuojama vykdant reakciją šilumos kriaukle, pavyzdžiui, vandens gaubte padengtame degimo inde, vadinamame kalorimetru. Ši šiluma yra visa maiste esanti energija ir yra dažniausiai naudojamų kalorijų pagrindas. Atkreipkite dėmesį, kad maisto produktų ženklinimui naudojama kalorija atitinka 1,000 kalorijų (1 kcal arba 4.182 kilodžaulių) energijos, išmatuota.
Organizmo virškinimo sistemoje maistas paverčiamas cheminėmis medžiagomis, kurios gali būti tiesiogiai arba netiesiogiai absorbuojamos į ląsteles iš cirkuliuojančios tiekimo sistemos, pavyzdžiui, kraujo. Žmonės gali gauti angliavandenių, trumpų lipidų ir baltymų kaip mitybos šaltinių. Kiti veiksniai, padedantys kurti audinius, absorbuojami ne dėl savo energijos kiekio, o kaip reakcijos katalizatoriai, kofaktoriai arba junginiai, kurių organizmas negali pagaminti, pavyzdžiui, nepakeičiamos aminorūgštys.
Ląstelėje maisto molekulėse esantis anglies kiekis oksiduojamas į anglies dioksidą arba kitas deguonies turinčias molekules. Energijos išsiskyrimą po konversijos fiksuoja elektronus pernešančių molekulių grandinė, įskaitant adenozino trifosfatą (ATP). Molekulės įgalina reakcijas, kurios sukuria struktūras, kurios termodinamiškai įmanomos sumažinus aktyvacijos energiją.
Maisto energija yra dabartinio naudojimo energijos šaltinis ir audinių kūrimo pagrindas. Dalis maisto energijos viršija organizmo poreikius ir yra kaupiama įvairiose molekulėse, kad vėliau būtų galima panaudoti. Maisto energijos pavertimo dabartine ląstelių veikla arba ląstelių augimu procesas vadinamas metabolizmu. Skirtingi net ir tos pačios rūšies organizmai atlieka šią užduotį makro lygmeniu, o efektyvumas skiriasi. Kai besilaikantys dietos sako, kad stebi savo kalorijas, tai reiškia, kad jie bando kontroliuoti suvartojamos energijos suvartojimą, kad nepridėtų papildomos energijos kaupimo molekulių pertekliaus talpos.