正常的生理状态下，人体所需的各种营养素之间基本保持平衡。各种营养素在体内既相互配合，又相互制约；一种营养素在体内的吸收利用与其他各种营养素密切相关。研究各种营养素之间关系的规律，是解决膳食平衡的一个重要课题。
1.三大产能营养素之间的相互关系
表现得最突出的就是糖类和脂肪对蛋白质的节约作用。
糖类是最经济的产能营养素，来源最广泛；脂肪是产能量最大的营养素。由于供给了糖类或脂肪，提供了能量，因此减少了蛋白质单纯用来供给能量的分解代谢。但是，既不能片面强调糖类和脂肪对蛋白质的节约作用而降低蛋白质的供给量，也不能片面强调蛋白质的营养而忽视能量的供给。
2.维生素与产能营养素之间的关系
有些维生素作为辅酶或酶的激活剂，共同参加生物氧化过程，影响能量和物质代谢。硫胺素、核黄素和烟酸的供给量与能量成正比，随能量需要的增减而增减。高脂肪膳食将大大提高维生素B2的需要量，高蛋白膳食将有利于维生素B2的利用和保存；脂肪可促进脂溶性维生素的吸收；膳食中不饱和脂肪酸增加时，维生素E的需要量增加；维生素B6参与蛋白质的代谢过程，应注意对高蛋白膳食的供给量。
3.矿物质与维生素之间的关系
维生素C可促进铁的吸收；维生素D可促进钙的吸收、利用；维生素E与硒在谷胱甘肽过氧化酶中协同作用，阻止过氧化物的形成。钴是维生素B12中不可缺少的。
维生素和无机离子还对某些酶的活性同时起作用。它们作为酶的辅基影响酶的活性，如烟酸和二价锰离子都是异柠檬酸脱氢酶的辅助因子。
4.氨基酸之间的关系
必需氨基酸和非必需氨基酸对人体来说都是非常重要的，它们是合成蛋白质所必需的。有些氨基酸可以相互代替，如酪氨酸可以节约部分苯丙氨酸，而酪氨酸可由苯丙氨酸羟化形成，胱氨酸可由蛋氨酸转变而成。