Toit on organismide tarbitav taimne ja loomne kude, samuti mikroobirakud. Need orgaanilised struktuurid lagunevad seeditavateks molekulideks, mis sisaldavad oma sidemetes keemilist energiat. Toiduenergia viitab potentsiaalsele rakuenergia allikale, mis on saadaval toidu keemilistes sidemetes.
Kõik elusolendid tarbivad energiat kasvu- ja paljunemisprotsessis. Kogu Maa elu jaoks kättesaadava energia allikas on päike, termotuumareaktor, mis pöörleb ohutult kosmoses. Fotosünteesi käigus muudavad taimed valgusenergia keemiliseks energiaks, kasutades osa sellest energiast oma rakuliste vajaduste rahuldamiseks. Teised eluvormid, sealhulgas inimesed, tarbivad taimi, et toota keerulisi bioloogilisi süsteeme ja pakuvad omakorda oma kehakudedes teistele organismidele täiendavaid keemilise energia allikaid. Nende erinevate organismide hierarhiat nimetatakse toiduahelaks või toiduvõrguks.
Toidu energiasisaldust saab arvutada, põletades materjali kuni selle täieliku tarbimiseni. Põlemisreaktsiooni saadused on süsinikdioksiid, tuhk, vesi ja soojus. Eraldatud soojus püütakse kinni ja mõõdetakse reaktsiooni läbiviimisel jahutusradiaatoris, näiteks veesärgiga põletusanumas, mida nimetatakse kalorimeetriks. See soojus on toidus saadaolev koguenergia ja see on tavaliselt kasutatavate kalorite aluseks. Pange tähele, et toiduainete märgistamisel kasutatav kalor vastab mõõdetuna 1,000 kalorile (1 kcal või 4.182 kilodžaulile) energiale.
Organismi seedesüsteemis muundatakse toit kemikaalideks, mis võivad tsirkuleerivast manustamissüsteemist, näiteks verest, otse või kaudselt rakkudesse imenduda. Inimene on võimeline saama toitumisallikatena süsivesikuid, lühikesi lipiide ja valke. Muud kudede moodustumist soodustavad tegurid imenduvad mitte nende energiasisalduse tõttu, vaid reaktsioonikatalüsaatoritena, kaasfaktoritena või ühenditena, mida keha ei saa toota, näiteks asendamatud aminohapped.
Rakus oksüdeeritakse toidumolekulide süsinikusisaldus süsinikdioksiidiks või muudeks hapnikku sisaldavateks molekulideks. Konversioonist vabaneva energia püüab kinni elektrone ülekandvate molekulide ahel, sealhulgas adenosiintrifosfaat (ATP). Molekulid võimaldavad reaktsioone, mis loovad struktuure, mis on termodünaamiliselt võimalikud aktiveerimisenergia vähendamise kaudu.
Toiduenergia on praeguse kasutuse energiaallikas ja kudede ehitamise alus. Osa toiduenergiast ületab organismi vajadused ja salvestub erinevatesse molekulidesse hilisemaks kasutamiseks. Protsessi, mille käigus toiduenergia muudetakse raku hetketegevuseks või rakkude kasvuks, nimetatakse ainevahetuseks. Isegi sama liigi erinevad organismid täidavad seda ülesannet makrotasandil erineva efektiivsusega. Kui dieedipidajad väidavad, et jälgivad oma kaloreid, tähendab see, et nad püüavad oma toiduenergia tarbimist kontrollida, et vältida liigsete energiat salvestavate molekulide täiendavat salvestusmahtu.