在营养学背景下，矿物质（mineral）是指一种化学元素。一些矿物质对生命是必需的，但大多数并非如此。矿物质是四类必需营养素之一，其他三类是维生素、必需脂肪酸和必需氨基酸。
人体内的五种主要矿物质是钙、磷、钾、钠和镁。其余矿物质被称为微量元素。公认的微量元素有铁、氯、钴、铜、锌、锰、钼、碘、硒和溴；有证据表明可能还有更多。矿物质在体内发挥结构、催化和调节作用，其缺乏或过量都可能导致疾病。
四种成器官元素，即碳、氢、氧和氮，按重量计约占人体构成的96%，通常不被视为矿物质营养素。事实上，在营养学中，矿物质一词更广泛地指代在生物体中发现的所有其他具有功能和结构作用的元素。植物从土壤中获取矿物质，动物通过摄食植物使矿物质沿食物链向上移动。较大的生物体也可能食用土壤（食土行为）或使用盐碱地等矿物质资源来获取矿物质。
尽管矿物质和元素在许多方面是同义词，但矿物质只有在能够被吸收的范围内才具有生物可利用性。要被吸收，矿物质必须具有可溶性或易于被消费生物体提取。例如，钼是一种必需矿物质，但金属钼没有营养价值，许多钼酸盐才是钼的来源。
已知有二十种化学元素是人体生化过程所必需的，它们在人体内发挥结构和功能作用，还有证据表明可能存在更多几种。
按重量计，氧、氢、碳和氮是人体中最丰富的元素，约占人体重量的96%。钙占成年人体重的920至1200克，其中99%存在于骨骼和牙齿中，约占体重的1.5%。磷的含量约为钙的三分之二，约占人体体重的1%。其他主要矿物质，包括钾、钠、氯、硫和镁，仅占体重的约0.85%。这十一种化学元素，即氢、碳、氮、氧、钙、磷、钾、钠、氯、硫和镁，总计占体重的99.85%。剩余的大约18种超微量元素仅占体重的0.15%，对于普通人来说总计约为一百克。
对于各种超微量元素在人体和其他哺乳动物中的必需性，即使基于相同数据，也存在分歧。例如，铬是否是人体必需元素存在争议，尚未纯化出任何含铬的生化物质。美国和日本将铬指定为必需营养素，但代表欧盟的欧洲食品安全局在2014年审查该问题后并不同意。
大多数已知和推测的矿物质营养素原子量相对较低，在陆地上相对常见，或者对于钠和碘来说，在海洋中常见。它们在生理 pH 范围内也倾向于形成可溶性化合物；没有此类可溶性化合物的元素通常是非必需的，如铝，或者最多可能只需要微量，如硅。
不同矿物质在体内的功能差异很大。钾和钠是系统性电解质，共同调节体液平衡、神经冲动和肌肉收缩，并与 ATP 的利用密切相关。氯是胃中盐酸产生所必需，也参与细胞泵功能和宿主防御。钙是骨骼和牙齿的主要成分，参与肌肉收缩、心脏节律、血液凝固和细胞信号。磷是骨骼、细胞膜、DNA、RNA 和 ATP 的组成部分，并参与能量代谢和酸碱缓冲。镁是 ATP 加工和骨骼所必需，也参与数百种酶反应。
铁是血红蛋白、肌红蛋白和许多酶的必需成分，缺乏会导致贫血。锌是多种酶的辅因子，包括碳酸酐酶、基质金属蛋白酶和锌指蛋白，参与免疫、伤口愈合和味觉。锰是超氧化物歧化酶的辅因子，参与抗氧化防御。铜参与细胞色素氧化酶、铁代谢和结缔组织形成。碘是甲状腺激素的组成成分，硒是谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶的成分，钼是黄嘌呤氧化酶、亚硫酸盐氧化酶等的辅因子。
这些元素的推荐摄入量因年龄、性别、生理状态和地区指南而异。美国、欧盟和日本等机构分别制定推荐膳食 allowances、适宜摄入量和可耐受最高摄入量。可耐受最高摄入量是长期每日摄入而不产生健康风险的最高水平，超过后可能出现不良反应。
营养师通常建议通过摄入富含目标元素的特定食物来提供矿物质。元素可以天然存在于食物中，如乳制品中的钙，也可以添加到食品中，如钙强化橙汁或碘强化食盐。膳食补充剂可以配制成含多种元素的化合物、维生素与矿物质的组合，或单一元素的化合物，如碳酸钙、柠檬酸钙、氧化镁、硫酸亚铁或双甘氨酸铁。
以化学元素为核心的膳食建议，源于维持代谢生化反应的需要。适当摄入某些化学元素已被证明是维持最佳健康所必需的。饮食可以满足人体对所有化学元素的需求，但当饮食无法达到推荐量时，可以使用补充剂。例如，乳制品摄入不足的饮食可能无法满足钙的推荐量。
植物所需的矿物质列表与动物相似。两者使用非常相似的酶，但也存在差异。例如，豆科植物含有含钼的固氮酶，而动物没有；许多动物依赖血红蛋白中的铁来运输氧，而植物不依赖血红蛋白。肥料常针对特定土壤的矿物质缺乏进行配制，例如钼缺乏、锰缺乏和锌缺乏。
植物从土壤中吸收矿物质，土壤 pH、有机质、黏土矿物和氧化还原条件都会影响元素的有效性。酸性土壤中钼的有效性降低，石灰性土壤中铁、锌和锰的有效性降低。因此，农业生产中的矿物质管理不仅是施肥问题，也涉及土壤改良和轮作制度。
推荐每日摄入量与安全上限之间的差距有时很小。例如，美国食品药品监督管理局将70岁以上成年人的钙推荐摄入量定为每天1200毫克，可耐受最高摄入量为每天2000毫克。欧盟也制定推荐量和上限，但不总是与美国一致。日本将碘的可耐受最高摄入量定为3000微克，而美国为1100微克，欧盟为600微克。
镁在上表中看起来是一个例外：成年男性的推荐摄入量为每天420毫克，女性为350毫克，而可耐受最高摄入量却低于推荐值，为350毫克。原因是该上限特指一次性以膳食补充剂形式摄入超过350毫克镁，因为这可能引起腹泻；富含镁的食物不会造成这个问题。
矿物质补充剂的风险还包括过量摄入、与药物相互作用、污染和误用。例如，过量铁可引起胃肠道损伤和铁过载，过量维生素 A 和 D 也可产生毒性。孕妇、儿童、老年人和慢性病患者尤其需要根据医生或营养师建议使用补充剂。
许多超微量元素曾被建议为必需，但这些主张通常尚未得到确认。确定功效的决定性证据来自对含该元素的生物分子的表征，并且该生物分子具有可识别和可检验的功能。识别功效的一个问题是，某些元素在低浓度下无害且普遍存在，如硅和镍，因此缺乏功效证据，因为缺乏状态难以复制。
一些元素曾被认为具有未知生化性质的作用，但证据并不总是充分。例如，砷曾被认为可能对哺乳动物必需，但它似乎只被微生物利用；铬曾长期被认为是必需微量元素，并被提出参与葡萄糖和脂质代谢，但更近的研究对此提出质疑。硼对植物必需，但对人类并非必需，尽管耗竭—补充研究显示其对骨骼和大脑健康有益。
非必需元素有时会因与必需元素化学相似而出现在体内，例如铷和铯替代钠，因此必需性并不等同于被生物系统吸收。
动物和微生物利用多种离子矿化结构，这一过程称为生物矿化，用于构建骨骼、贝壳、蛋壳、外骨骼和软体动物壳。细菌可以作用于金属，催化矿物的溶解和沉淀，从而参与矿物营养循环。
矿物营养由分布于土壤、海洋、淡水、地下水和冰川融水中的细菌循环。细菌在清除浮游植物藻华时吸收含矿物质的溶解有机物。矿物营养通过海洋食物链从细菌和浮游植物流向鞭毛虫和浮游动物，再被其他海洋生物捕食。在陆地生态系统中，真菌发挥类似作用，从其他生物无法利用的物质中动员矿物质，再把获得的营养输送到当地生态系统。
矿物生态学把矿物学、微生物学和生态系统研究结合起来，关注矿物如何影响生物多样性、生态过程和全球元素循环。这一领域对理解土壤肥力、海洋生产力和气候变化反馈具有重要意义。