食物能量是動物通過細胞呼吸過程從其食物和分子氧中獲取的化學能。細胞呼吸涉及將空氣中的氧氣與食物分子結合（有氧呼吸）或重組分子中原子的過程（無氧呼吸）。

人類和其他動物需要攝入最少的食物能量，以維持其新陳代謝并驅動其肌肉。食物主要由碳水化合物、脂肪、蛋白質、水、維生素和礦物質組成。碳水化合物、脂肪、蛋白質和水幾乎占食物的全部重量，而維生素和礦物質僅占食物的一小部分。生物體中獲得來自碳水化合物、脂肪和蛋白質，以及從食品能量有機酸、多元醇和飲食中存在乙醇。某些飲食成分提供很少或沒有食物能量，例如水、礦物質、維生素、膽固醇和纖維，出于其他原因，對于健康和生存仍然可能是必需的。水、礦物質、維生素和膽固醇不會分解（它們以吸收形式被人體使用），因此不能用作能量。纖維是一種碳水化合物，不能被人體完全消化。?由于瘤胃中的細菌，反芻動物可以從纖維素的呼吸中提取食物能量。

在歐盟，包裝食品的制造商必須在需要時以千卡和千焦耳標記其產品的營養能量。在澳大利亞和新西蘭，食物能量必須以千焦耳為單位（也可以選擇以千卡為單位），其他營養能量信息也以千焦耳來表示。食物呼吸的能量通常在標簽上給出100克，用于典型的食用量和/或用于整個包裝內容物。

可以通過在炸彈量熱儀中完全燃燒干燥的食物來測量與特定食物相關的食物能量，該方法被稱為直接量熱法。但是，食品標簽上給出的值不是以此方式確定的。原因是直接量熱法還會燃燒膳食纖維，因此不會造成糞便流失。因此直接量熱法會系統地高估通過消化實際進入血液的燃料量。取而代之的是標準化化學測試或使用常見成分參考表對配方進行分析，以估算產品的可消化成分（蛋白質、碳水化合物、脂肪等）。然后，根據以下標準化的能量密度表，將這些結果轉換為等效的能量值。但是“能量密度”是一個誤導性術語，因為它再次假設能量是特定食物中的能量，而僅意味著“高密度”食物在呼吸過程中需要更多的氧氣，從而導致更大的能量轉移。