包括合成和分解，摄取和排出两套对立过程。生物必需从外界吸取养料。细胞和单细胞生物通过膜吸收和胞饮摄取养料：高等绿色植物主要通过有吸收功能的根吸取水和矿质养料，通过有叶绿体的叶片吸收CO₂和光能，通过与外部接触的表面吸取氧气：高等动物通过口器和消化器官摄取除氧气以外的各种养料，通过身体表面和特殊的呼吸器吸取氧气。自养生物不需要摄取现成的有机养料，只需要水、矿物质、空气和适宜的能源合成自身的生物有机物质。异养生物必需摄取现成的生物有机物质养料。

细胞具有共同的生物有机成分，主要是核酸、蛋白质，糖，脂和其他有机成分，这些成分都是通过细胞自己的物质代谢制出的。物质代谢包括十分复杂的生物化学变化，以蛋白质为主体成分的多种酶是细胞特有的推动生物化学变化的专性媒介物。物质代谢中的生物化学变化包括互相依存的合成作用和分解作用，在细胞的长大和繁殖中，在生物个体的长大和群体的增殖中，合成作用势必大于分解作用。因此，在总体上是吸热的化学反应，需要有适宜的能量供应才能实现。生物可利用的能源有光能和化合物的化学潜能，绿色植物摄取阳光，进行光合作用，将光能转化和蓄积在自己合成的有机物质中。动物则只有利用食物中现成的生物有机物质的化学潜能。

腺苷三磷酸（ATP）是物质代谢中能量的中转站。在光合作用中，叶绿素和酶将光能转化为ATP的高能键中蓄积的化学能。呼吸作用或发酵作用将有机化合物分解中释放出的能量也转化和蓄积在ATP的高能键中，从上述各种途径产生的ATP的脱磷酸作用，与各种吸热的生物合成作用和其他吸热的生命活动（运动、产热、发光、放电）偶联起来，提供能量。

排出主要包括：①光合作用放出的氧气；②呼吸作用放出的二氧化碳：③各种脱水反应、动物的排尿和出汗、植物的蒸腾作用：④多余的盐分的排出；⑤发酵作用和其他代谢过程产生的有机废弃物。

物质代谢的摄取、合成、分解、排出构成生物与环境间的物质循环和能量川流。