19世纪中叶就发现仅用蛋白质、脂肪和碳水化合物饲喂动物不能维持其生命，因而认为食物燃烧后的灰分必具有生理作用。但补充饲以灰分后动物仍死亡。直到20世纪初发现了维生素，并逐渐阐明了矿物质的重要作用，才对营养素有了较全面的了解。人体内有数十种矿物元素，广泛分布于全身。目前尚未能证明这些元素全部都具有生理功能。其中少部分元素具有生理功能的，被称为必需元素。按其在体内的含量又分为大量营养元素和微量营养元素。前者有钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫。后者有铁、铜、锌、锰、钼、铬、钴、镍、钒、锡、碘、硒、硅、氟等。

钙、磷、镁是骨骼和齿的主要成分。镁又是植物叶绿素的重要成分。钙、磷、镁的生理功能为：钙与镁在肌纤维收缩、神经传导、激活生化反应中，以及钙在凝血作用中都起着极重要的作用。磷与能量代谢有关。三磷酸腺苷（ATP）是储存和释放能量的重要化合物。镁为产生三磷酸腺苷的激活物质。镁、钾、钠、氯都是维持体液酸碱平衡和适宜渗透压的重要电解质。硫为含硫必需氨基酸——蛋氨酸和胱氨酸，和几种维生素，如硫胺素、泛酸和生物素的组分。硫与氢组成的巯基在生物反应中有重要作用。

在微量营养元素中，铁是血红蛋白的重要成分，为携带氧的载体。铜与铁在血红蛋白合成中有协同作用。碘是甲状腺素的主要成分。铬是糖耐量因子的成分。钴是维生素B12的成分。已知锌是40余种酶的辅基，缺乏时将导致生长停滞和性发育不成熟。锰、钼、硒也都是酶的成分。氟由于具有防龋齿作用，因此，也是必需元素。其余的元素如镍、钒、锡、硅在动物实验中发现有缺乏表现，但其机制尚未阐明。必需元素摄入过量时，对机体也可产生不利影响。