生物は生命維持活動、即ち栄養に必要な物質のうち、体内で合成できないか、または体内での合成のみでは量をまかないきれないものを外部から摂取しなければならない。このような物質をその生物にとっての必須栄養素という。
必須栄養素は全ての生物に共通したものではなく、それぞれの種によって微妙に異なる。例えば、多くの動物は体内でビタミンCを合成できるので外部から摂取する必要はない。ところが、人間やモルモットは体内にビタミンCを合成するための酵素を持っていない。多くの生物にとってビタミンCは必須栄養素ではないが、人間やモルモットにとっては必須栄養素である。また植物では無機塩類としてカリウムは必須であるがナトリウムは生育に必要としないものが大半である。ところが動物は神経系の作動のため、カリウムとナトリウムの両方を必須としている。
ヒトを主たる対象とする栄養学において、栄養素のうち、細胞の主要構成物質であるタンパク質、炭水化物、脂肪を三大栄養素という。三大栄養素にビタミン、ミネラル（両者を微量栄養素という）を加えたものを五大栄養素という。
