根据能量守恒定律，能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，既不能增加，也不能减少，这是所有形式的能量相互转化的一般规律。因此，不考虑用于肌肉做功的部分能量，就可通过测定产热量来测定能量代谢。
能量代谢的测定通常有直接测定和间接测定两种方式。直接测热法是测定整个机体在单位时间内向外界环境发散的总热量。但直接测热设备复杂，操作烦琐，使用不便，因而极少应用。一般都采用间接测热法。
间接测热法的基本原理是，按照一般化学反应中，反应物的量与产物的量之间呈一定的比例关系，即定比定律。维持机体各种生理机能所需的能量来源于营养物质的氧化分解，而机体在氧化分解不同营养物质时所消耗的氧气量与产生的二氧化碳量及释放出的热量之间呈一定的比例关系。因此，只要测定人体在一定时间内的耗氧量和二氧化碳的产生量，即可推算出整个机体的能量代谢率。
（一）食物热价
1g食物完全氧化分解所释放出的热量称为食物热价。食物的热价分为物理热价和生物热价。糖和脂肪的物理热价与生物热价相等，而蛋白质的生物热价小于其物理热价（见表3-6），这是由于蛋白质在体内不能完全被氧化。
表3-6 三种能源物质氧化时的比较表
注：1千卡（kcal）=4.18干焦耳（kJ）。
（二）氧热价
各种能源物质在体内氧化分解时，每消耗一升氧所产生的热量称为该物质的氧热价。利用氧热价计算产热量的公式为：某种食物的产热量=该食物的氧热价×该食物的消耗氧量。三种营养物质的氧热价见表3-6。
（三）呼吸熵
各种物质在体内氧化时所产生的CO2与所消耗的O2的容积之比称为呼吸熵。糖、脂肪、蛋白质氧化时，其CO2产量与耗O2量各不相同，呼吸熵也不一样。葡萄糖在氧化时消耗的O2与产生的CO2分子数相等，故呼吸熵为1。脂肪氧化时需要消耗更多的氧，其呼吸熵小于1，约为0.71。由于蛋白质在体内不能完全氧化，呼吸熵约为0.80。一般情况下，人类摄取的食物为混合食物，其呼吸熵约为0.85。
由于蛋白质在体内很少用于氧化供能，而且氧化不完全，通常每6.25 g蛋白质分解，产生1g尿氮由尿液排出体外。因此在计算能量代谢时，就需要由非蛋白呼吸熵来估计糖和脂肪的氧化比例，由非蛋白呼吸熵与氧热价的关系来计算产热量。非蛋白呼吸熵（nonprotein respiratory quotient，NPRQ）是指糖和脂肪在氧化时，CO2产生量与耗O2量之间的比值。非蛋白呼吸熵与氧热价的关系见表3-7。
表3-7 非蛋白质呼吸熵和氧热价的关系
续表
（四）代谢当量
运动时的耗氧量与安静时耗氧量的比值称为代谢当量（MET）。1 MET约相当于安静时的能量消耗（耗氧量），即约相当于250 mL/min或3.5 mL/kg/min。由于该指标是以安静时机体的能量消耗（耗氧量）为基础的，可以使不同运动方式的运动强度得以互相比较，因此，可以用于评价机体运动时的相对能量代谢水平，在运动处方的制定中具有实际应用价值。(www.xing528.com)
（五）运动时能量消耗的计算
运动时的能耗量是指某项运动中，减去同一时间内安静状态的能耗量后，所净余的用于该项目的能耗量。在实际计算中，必须同时考虑到不同强度运动中产生的氧亏，以及恢复期中用于偿还这部分氧亏的过量氧耗。
计算的具体步骤如下：①测定安静、运动及恢复期的O2耗和CO2产量；②求出各阶段呼吸熵；③根据呼吸熵，查出氧热价对照表；④以该氧热价乘以所计算时间段内机体的总耗氧量，再减去同一时间安静状态的能耗，即为该运动阶段的净能量消耗。
计算举例：某受试者完成5 min定量负荷运动（自行车功率计），其测试程序及结果见表3-8，计算该运动中机体的净总能耗量。
表3-8 受试者定量负荷运动测试结果
5 min安静时的呼吸熵=1.275÷1.5=0.85 0.85RQ→4.862
5 min安静时的能量消耗=1.5×4.862=7.293 kcal
5 min运动时呼吸熵=14.851÷16.5=0.9 0.9RQ→4.924
5 min运动时的净能耗量=运动时总能量消耗-相同时间安静状态下的能量消耗
=16.5×4.924-（1.5×4.862）=73.953 kcal
30 min恢复期时的呼吸熵=12.32÷14.0=0.88 0.88RQ→4.899
30 min安静状态的能量消耗=7.293÷5×30=43.758 kcal
30 min恢复期净能量消耗=14×4.899-43.758=24.828 kcal
运动总净能量消耗=运动时净能量消耗+恢复期的净能量消耗
=73.953+24.828
=98.781 kcal
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