שרשרת תגובות כימיות המתרחשות בתאי הגוף וממירות את חומרי המזון לאנרגיה הדרושה לגוף. חילוף החומרים חיוני לכל תפקודי החיים לרבות חשיבה, תנועה, צמיחה והתפתחות.
מנגנון חילוף החומרים מווסת על ידי אנזימים והורמונים. אנזימים מפרקים את המזון לאבני היסוד המרכיבות אותו, היינו לחלבונים וחומצות אמינו, שומנים וחומצות שומן ולפחמימות וסוכרים פשוטים והללו נכנסות אל תאי הגוף ומשמשות כמקור אנרגיה.
באמצעות ההורמונים נשמר המאזן בין שני תהליכים מנוגדים, תהליכי בניית רקמות הגוף ומחסני האנרגיה (תהליכים אנאבוליים) ותהליכי פירוק רקמות וניצול מחסני האנרגיה (תהליכים קטבוליים).
שיעור חילוף החומרים הבסיסי (Basal metabolic rate, BMR) קובע את צריכת הקלוריות של האדם, דבר המשפיע על עלייה או ירידה במשקל. שיעור חילוף החומרים הבסיסי מושפע מגורמים שונים לרבות תורשה, מסת השרירים בגוף והכושר הגופני.
הפרעות מטבוליות הן הפרעות במנגנון חילוף החומרים. קיימות הפרעות שונות הנגרמות עקב פגמים בשרשרת התגובות הכימיות התוך תאיות או עקב רמות לא תקינות של ההורמונים והאנזימים המעורבים בתהליך. פגיעה בחילוף החומרים עלולה לגרום להצטברות חומרים רעילים בגוף או למחסור בחומרים הנחוצים לתפקודו התקין. הפרעות מטבוליות רבות גורמות לסימפטומים קשים וחלקן אף קטלניות.
