平衡膳食中，三大生热营养素保持比例平衡的机理主要是依据其在人体中的代谢特点所决定。碳水化合物在人体中的代谢特点是：可被机体迅速利用，耗氧量低，代谢终产物是二氧化碳和水，不加重机体代谢的负担。蛋白质和脂肪的代谢特点是：代谢过程复杂，耗氧量高，其代谢终产物是氨、氮及酮体等酸性物质。如果过量摄入蛋白质和脂肪类食物，最终在体内都转变为脂肪，致使热能摄入过多，如果活动量少，其过剩的部分在体内转变为脂肪沉积，形成肥胖。如不加以控制，会带来一系列生理功能的改变，甚至发生疾病。相反，如果为了减肥不吃油脂，多吃主食(主要含碳水化合物)也不成。虽然限制蛋白质和脂肪的摄入，但是过多地摄入碳水化合物食物，在体内也会转变成脂肪，脂肪储存过多，同样也会出现疾病。

三大生热营养素保持一定的比例平衡还可以使碳水化合物和脂肪起到对蛋白质的庇护(节省)作用。如果人吃的糖和脂肪不足，体内的热能供应不够，就会分解体内的蛋白质来释放热能，补充糖和脂肪的不足。但蛋白质是构成人体的“建筑材料”，体内缺少了它，会严重影响健康。如果在吃蛋白质的同时，又吃进足够的糖和脂肪，就可以减少人体蛋白质的分解，用它来修补和建造新的细胞和组织。