物质代谢过程中能量的释放和储存、转化和利用以及向体外发散的过程。动物不断地从外界摄取糖、蛋白质、脂肪等营养物质，这些物质都含有各种生理活动所需的能量。它们在体内经过一系列的生物氧化过程，最终产生水和二氧化碳，蛋白质还产生尿素等含氮废物，同时释放出能量，放出的能量有一部分是热能，用以维持体温，另一部分是化学能。化学能以高能磷酸键的形式贮存到ATP中，作为机体各种活动的能源。机体摄入的营养物质中的化学能基本上等于所释放的热能加上所作的外功。如果机体消耗的能量少于摄入的能量，则体内有物质积累，体重增加，如果摄入的能量少于所消耗的能量，则表示体内物质分解，体重减轻。

糖是机体的重要能源。葡萄糖在供氧不足状态下，只能分解到乳酸，释放的能量很少，仅占有氧氧化的1/18，这一供能途径称为糖的无氧酵解。葡萄糖在供氧充分条件下经过一系列生物氧化过程，最终分解为二氧化碳和水，并释放大量的能，生成大量ATP，这种分解供能的途径称为糖的有氧氧化。在一般生理情况下，绝大多数组织细胞有足够的氧供应，能通过有氧氧化获能，维持能量代谢。

脂肪即甘油三酯也是重要的能源，氧化时释放的能量约为糖的2.25倍。脂肪分解为脂肪酸和甘油。游离脂肪酸在血液中与清蛋白结合被运输，并在肝脏和其他组织中氧化分解供能。甘油则在ATP的作用下成为磷酸酯，参与糖酵解过程。

蛋白质主要用于重新合成细胞成分以实现自我更新，也用于合成酶、激素等生物活性物质。但在糖、脂肪供应不足时，也可作为能源物质。

当上述营养物质在体内氧化时，其总能量的50%以上转化为热能，用以维持体温。其余不到50%是可以作功的化学能，以ATP的形式储存起来。细胞利用ATP降解所释放的化学能，转变为促进肌肉收缩的机械能、神经冲动传导的电能、合成代谢的化学能、吸收分泌的渗透能等。除骨骼肌运动时所完成的机械功以外，其余生理活动所利用的能量，最后都能转化为热能而散发于外界。

直接测热法：将受试动物放在一个密闭并有隔热装置的小室内，小室上部装有导热性能好的金属流水管道，当受试动物散热时，管道中循环着的流水被加热，根据一定时间内管道中的水流量和水流温度升高的度数，直接计算受试动物在单位时间内散发的总热量。直接测热法装置庞大，结构复杂，操作不便，现常用间接测热法。间接测热法：根据动物单位时间消耗的氧量和排出的二氧化碳量，计算二氧化碳产生量对耗氧量之比，即呼吸商（CO₂/O₂），然后，间接地推算机体的产热量的一种方法。其测定方式有两种。①闭合式：受试动物禁闭于呼吸室内，通过封闭式的空气流通装置，动物不断吸入氧，呼出二氧化碳。根据进入呼吸室和从呼吸室排出气体的体积和成分的变化，可计算一定时间内动物呼出的二氧化碳量和消耗的氧量，然后算出呼吸商和产热量。②开放式：受试动物带上面罩，吸入空气，呼出的气体收集于一容器（贮气袋）内，根据动物带面罩时间以及在此期间收集的呼出气体容积和成分的变化，算出单位时间内动物的耗氧量和二氧化碳产生量。然后算出呼吸商和产热量。

在应用间接测热法测定能量代谢时，除需算出呼吸商以外，还需知道食物的卡价和氧的热价。食物的卡价（热价）即一克营养物质氧化或燃烧时所释放的热量。氧的热价（氧热当量）即某种营养物质在体内氧化时，每消耗一升氧所产生的热量。不同营养物质的卡价、氧的热价和呼吸商是不同的（见表）。

糖、蛋白质和脂肪的卡价、氧的热价和呼吸商

首先测定动物在一定时间内的耗氧量和二氧化碳生成量，求出呼吸商。由于蛋白质在体内氧化时，其含氮终产物是以尿素随尿排出，因此，根据尿的氮量可换算出蛋白质量。氧蛋白质的含氮量为16%，尿氮量（克）÷16%（或乘6.25）便是体内被氧化的蛋白质量（克），进而可算出氧化蛋白质的耗氧量和二氧化碳产生量，以及由该量蛋白质氧化所产生的热量。从机体总的氧耗量和二氧化碳产生量中减去蛋白质分解所需的耗氧量和二氧化碳产生量，便可求出非蛋白质呼吸商。进一步求出糖和脂肪氧化时的产热量，再加上蛋白质氧化时的产热量便是机体的总产热量。