在烹调过程中，食物的蛋白质、脂肪、淀粉、矿物质、维生素等均会发生一系列复杂的物理、化学变化。
这些变化有些能增进食物的色、香、味，并使之容易消化吸收，提高食物所含营养素在人体内的利用率；有的则可能使一些营养素遭到破坏，降低食物的营养价值。因此，了解营养素在食物烹调中的变化，对科学进食、促进人体健康大有裨益。
蛋白质
蛋白质受热凝固后不再溶于水，却变得易于消化。但过度受热则变性程度加强，并开始分解，出现硫氢基或生成类黑色素，使菜肴呈褐黑色，风味变差，营养价值也降低了，如烤焦的肉、炸老的鸡蛋、煎糊的鱼等。肉类结缔组织（筋、肉膜、韧带）中的胶原，蒸煮熟软后，变为溶于热水的胶质使汤汁变黏，可被人体消化利用。胶质含有数种氨基酸，尤以精氨酸和赖氨酸为数更多。肌肉纤维受热松离，使肉质变得柔软，其他各种可溶性营养素就从肉组织间排出溶于汤中。
脂肪
鱼类、肉类等动物脂肪组织受热后一部分分离溶出，适当地加热烹调不会发生质的变化。但过度受热则会氧化分解，产生对人体有害的过氧化脂质，且油脂中的维生素A、维生素E、维生素D等也会因过度氧化而丧失营养价值。植物油富含饱和脂肪酸，如亚油酸、花生烯酸、亚麻酸等，在高温、高热下会发生聚合反应，其中的脂肪酸遭受破坏，热能供给量下降2/3左右，营养价值明显降低。因此油炸食物和烹炒食物时，油脂温度不宜过高。
淀粉
淀粉受热发生糊化，逐渐使黏性增大，易于消化吸收。糖结构中的羟基在强高热过程中可与氨基酸结合，生成赤褐色的黑色素，使糖焦化，对食物营养价值有一定影响。
矿物质
动、植物食品有都含有矿物质，受热会后随组织内部的水分一同溢出。如骨头煮后，其可溶性的钙、磷、钠、钾等，大部分溢入汤中。钙、镁在酸性条件下易被解析，遇醋酸后产生醋酸钙，可以更好地被人体吸收利用，因而糖醋鱼、糖醋排骨、醋溜白菜等，都是提高营养价值的烹调方法。
维生素
食物原料在烹调过程中，水溶性维生素所受的破坏和损失比其他营养素都大，而脂溶性维生素损失较少。在相同的加热烹调条件下，各种维生素的损失程度大致为：维生素C大于维生素B1、维生素B2以及其他 B族维生素。维生素A、维生素D、维生素 Ｅ则对热损害逐步减弱。维生素C极不稳定，易被空气、日光、碱及加热所破坏，热度越高、烹调时间越长、光照越剧烈、加碱越多，则损失越大。维生素B1在一般烹调温度下损失不大，其损失率为10％～20％，强热或遇碱则破坏严重。维生素B1在酸性条件下较为稳定，以水冲洗或加水烹制则流失较多，如淘米时反复冲洗、吃捞米饭等，均会使粮食中的维生素B1流失于汤水中。维生素 B2亦可因溶于水而遭受损失，但较维生素B1略稳定，也怕碱，遇光也会受到破坏。其他 B族维生素皆溶于水，怕碱畏光，在热中损失较少。维生素A如长时间暴露在空气中易氧化，加热对维生素A影响不大，一般烹调过程中损失为10％左右。维生素D耐热不溶于水，且不怕酸、碱，所以在加热烹调中损失较少。维生素E不溶于水，也不怕热和碱，烹调中几乎不造成损失。我们知道了热对几种维生素的影响后，再掌握一些食物的烹调技术，既能增加食物的色、香、味，又能减少食物中营养素的损失。