Los hidratos de carbono (HC) son la principal fuente de energía del organismo (4 kcal/g). Se clasifican en azúcares (mono, di y oligosacáridos), almidones (polisacáridos de cereales, patatas y legumbres) y fibra (no digerible, con efectos beneficiosos sobre la saciedad y el tránsito intestinal). Su digestión libera glucosa, que se almacena como glucógeno o grasa. Dos conceptos clave son el índice glucémico (IG), que mide la rapidez con la que un alimento eleva la glucosa, y la carga glucémica (CG), que combina cantidad y calidad del carbohidrato. Así, un alimento puede tener IG alto y CG baja (ej. sandía), o ambos altos (ej. patata frita).
Los lípidos (9 kcal/g) incluyen triglicéridos, fosfolípidos y esteroides (colesterol). Según sus ácidos grasos pueden ser saturados (animales, aceite de palma y coco, elevan colesterol), monoinsaturados (ácido oleico, aceite de oliva, aumentan HDL y reducen LDL) y poliinsaturados (omega-3 y omega-6, esenciales). Se clasifican también por su longitud en cadena corta, media o larga. Su exceso se relaciona con obesidad e hiperlipidemias. Las proteínas, formadas por aminoácidos (aa), pueden ser esenciales (no sintetizados por el organismo) o no esenciales. Según su valor biológico, se dividen en completas (animales, como el huevo, referencia de calidad), incompletas (vegetales, con déficit de algún aa esencial) y complementarias (combinación de alimentos que compensan deficiencias, ej. maíz + legumbres).