營養學中的饑餓是指機體未能獲得或充分獲得自身營養所需的氧氣、熱能或營養素的狀態。壹般來說，饑餓主要是指熱能不足。熱能是否充足是劃分“饑餓”和“飽腹”的基本標誌。廣義的饑餓還包括氧饑餓和水饑餓。蛋白質饑餓、鈣饑餓、維生素饑餓，用科學術語來說就是蛋白質缺乏營養、鈣營養、維生素營養的代名詞。長期不完全饑餓可引起不同程度的營養水平低下和壹般及特殊營養缺乏。饑餓的原因有很多，比如天災、貧窮、被俘虜、被囚禁、絕食、特定的宗教活動、食物或生理機能受到限制或損害等等。更值得註意的是由於經濟條件、文化科學素養、宗教習俗觀念以及特殊的生理或病理原因導致的食物攝入不足、部分食物攝入或食物攝入異常而導致的營養失衡。這些人對某些營養素處於半饑餓狀態，這在廣大貧困落後地區和階層並不少見。從持續時間和發展過程來看，人類饑餓包括短期饑餓和長期饑餓；從嚴重程度來說，有完全饑餓和不完全(半)饑餓；從內容性質看，有部分或部分營養饑餓和全營養缺乏饑餓。
有觀察證明，人體對缺氧最敏感，只能忍受幾分鐘；它對缺水也很敏感，只能忍受幾天；只要充分供給氧氣和水，在完全食物饑餓的情況下，它們仍然可以存活50天左右。在短期饑餓或饑餓的初期，例如人在1 ~ 3天不進食時，人體首先有強烈的饑餓感，心窩表現出微弱的不適感和食欲，這主要是胃腸排空後周期性蠕動和收縮的刺激和體液成分變化的刺激引起的，但對於長期饑餓和過度疲勞的人來說，饑餓感受到抑制，明顯降低。由於肝糖原和血糖明顯下降，胰島素分泌減少，胰高血糖素分泌增加，從而加強分解代謝，促進糖異生，以保證葡萄糖的供應，這是大腦的第壹需要。在整個饑餓過程中，人體的生理保護非常突出，即加強肌肉等次要部位的分解，保證大腦、中樞神經、心臟等重要器官的營養需求。饑餓過程在胰島素減少、胰高血糖素增加等激素調節下的代謝特點是:①肌肉分解加強，釋放的氨基酸大部分轉化為丙氨酸和谷氨酰胺。②糖異生作用增強。丙氨酸在肝臟中受胰高血糖素調節，顯著加速糖異生。肌肉形成的谷氨酰胺被腸黏膜吸收轉化為丙氨酸，通過門靜脈進入肝臟，是糖異生的另壹個來源。可見糖異生主要在肝臟進行(約80%的糖異生，其余20%在腎皮質進行)。③脂肪分解加快，血漿中甘油和脂肪酸含量增加。結果糖異生還是加強了。甘油可以直接生成糖，而脂肪酸可以為糖異生提供能量並生成乙酰輔酶a促進氨基酸、丙酮酸、乳酸等的糖異生。脂肪分解的脂肪酸約有1/4在肝臟轉化為酮體，所以饑餓時血漿酮體可增加數百倍。脂肪酸和酮體成為心肌、腎皮質和骨骼肌的能量來源，壹些酮體還可以被大腦利用。④組織中葡萄糖利用的降低是由於組織的氧化和脂肪酸、酮體的加強。生理意義在於減少來源有限的葡萄糖，轉向脂肪儲存，因為人體儲存的脂肪遠遠多於儲存的糖原。可見，在饑餓時，糖異生作用加強，葡萄糖的利用減少，有利於維持血糖水平，對維持大腦和中樞神經系統的功能極為有利。值得註意的是，由於心肌對營養物質利用的適應性強，心肌在饑餓時及時轉向利用血液中高濃度的酮體，從而在生理上有效地保護了自身。在饑餓的過程中，由於生化代謝的劇烈變化，人體必然會產生體脂消耗和肌肉分解，從而導致消瘦和疲勞。生理上必需的熱能主要來自脂肪(占80%以上)和蛋白質分解，血液中的酮體會上升，可能導致酮癥和酸中毒。給饑腸轆轆的病人補充葡萄糖是“雪中送炭”，不僅可以預防酮癥和酸中毒，還可以每100g葡萄糖節省50g肌肉蛋白，不被分解為燃料。
饑餓持續，進入長期饑餓狀態。除了上述生化代謝的特點外，人體還有以下變化:①脂肪動員和酮體生成利用進壹步加強，蛋白質分解減少，血糖水平得以維持。②饑餓早期的負氮平衡得到緩解，尿氮含量下降到相對穩定的低水平。③酮體利用增強，尤其是大腦。④腎臟的糖異生作用明顯增強，幾乎與肝臟相當，腎臟釋放的谷氨酰胺增多，谷氨酰胺釋放的酰胺氮和氨基氮促進氫離子以氨的形式排出，從而改善酮癥和酸中毒。
長期處於饑餓狀態的人，表現為器官活動強度降低，如心跳變慢、呼吸變淺、肌肉活動減少、性功能下降、整體物質代謝水平下降，機體基本維持生命所必需的低級功能活動。雖然失重率隨饑餓時間的增加而降低，但沒有熱量消耗的多，說明代謝水平的下降並不完全是由體重下降引起的。進壹步的研究也證明，輕度食物缺乏可以敏感地影響代謝水平，但不壹定引起病理反應，因此可以進壹步了解營養對機體發育和健康素質的影響。