膳食矿物质是必需的无机元素，充当酶辅因子、组织的结构组分以及维持渗透平衡和膜电位的电解质。它们分为每日需要量超过100毫克的常量矿物质和需要量较少的微量矿物质。

铁

铁对血红蛋白和肌红蛋白中的氧运输以及作为细胞色素、过氧化氢酶和其他酶的辅因子至关重要。铁以亚铁和正铁形式存在，其氧化还原循环是其功能的核心。来自动物源的血红素铁比来自植物的非血红素铁具有更高的生物利用度。铁吸收由铁调素（一种控制肠上皮细胞铁转运蛋白介导的铁输出的肽激素）调节。

铁缺乏导致小细胞低色素性贫血，伴有疲劳、苍白和异食癖。铁过载导致血色素沉着症，伴有肝硬化、糖尿病和心肌病。遗传性血色素沉着症由HFE突变引起，导致不受调节的铁吸收。

钙

钙是体内最丰富的矿物质，99%以羟基磷灰石形式储存在骨骼中。它对骨骼结构、肌肉收缩、神经传递、凝血和细胞内信号传导至关重要。血清钙由甲状旁腺激素、维生素D和降钙素严格调节。PTH通过促进骨吸收、肾重吸收和维生素D激活来增加钙。低钙血症引起手足搐搦和感觉异常。高钙血症引起肾结石、腹痛和意识模糊。

锌

锌是300多种酶的辅因子，包括醇脱氢酶、碱性磷酸酶和基质金属蛋白酶。它还稳定许多转录因子的锌指结构域。锌存在于肉、贝类和豆类中。缺乏导致生长迟缓、性腺功能减退、免疫功能障碍和伤口愈合延迟。肠病性肢端皮炎是一种遗传性锌吸收不良疾病。

镁

镁是600多种酶（包括所有需要ATP的酶）的辅因子。它稳定ATP、核酸和膜。镁存在于绿叶蔬菜、坚果和全谷物中。缺乏引起肌肉痉挛、无力、心律失常和难以纠正的低钙血症。高镁血症引起低血压和呼吸抑制。

铜

铜是细胞色素c氧化酶、超氧化物歧化酶、赖氨酰氧化酶和多巴胺β-羟化酶的辅因子。它在小肠吸收并由铜蓝蛋白运输。威尔逊病因ATP7B突变导致铜在肝脏和大脑中积累，表现为肝病和神经系统症状。门克斯病是一种X连锁铜缺乏症，伴有卷发、神经退行性变和结缔组织异常。

硒

硒以硒代半胱氨酸（第21种氨基酸）的形式掺入硒蛋白。谷胱甘肽过氧化物酶和硫氧还蛋白还原酶是重要的硒酶，参与抗氧化防御和氧化还原调节。硒存在于巴西坚果、海鲜和动物内脏中。缺乏导致克山病（一种影响中国缺硒地区的心肌病）和大骨节病（一种骨关节病）。

碘

碘对甲状腺激素合成至关重要。钠-碘同向转运体将碘化物集中在甲状腺中，在此掺入甲状腺球蛋白。碘缺乏引起甲状腺肿和甲状腺功能减退，是全球可预防性智力障碍的主要原因。碘盐已显著降低了缺乏患病率。过量碘也可引起甲状腺功能障碍。

其他微量矿物质

锰是精氨酸酶、超氧化物歧化酶和丙酮酸羧化酶的辅因子。钼是亚硫酸盐氧化酶和黄嘌呤氧化酶的辅因子。铬增强胰岛素作用，尽管其在人类中的必要性有争议。氟化物增强牙釉质并预防龋齿。钴是维生素B₁₂的组分。硅和硼被认为可能必需，但其生化作用尚不明确。