在环境地球化学中，微量元素是指仅占地球组成部分的0.01%的60多种元素，它们的含量一般在1×10-8～1×10-88之间。在医学领域，站在人体的结构的角度来看，占人体总重量万分之一以下的就可以称其为微量元素。视机体对微量元素的需要情况不同，可将微量元素分为必需微量元素和非必需微量元素。那些对维持生物体正常生命活动必不可少的，必须通过食物摄入且每日膳食需要量都在100毫克以下的微量元素称为必需微量元素。人体包含有40多种元素，根据元素在体内含量不同，可将体内元素分为两类：一是常量元素，占体重的99.9%，包括碳、氢、氧、磷、硫、钙、钾、镁、钠、氯等10种，它们构成机体组织，并在体内起电解质作用；二是微量元素，占体重的0.05%左右，包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等14种，这些微量元素在体内含量虽然极少，但却能起到重要的生理作用。人体必需微量元素共8种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴、铁。
微量元素对生命活动的重要的作用
总的来说，微量元素在人体中的主要功能是：
1.在酶系统中起特异的活化中心作用
微量元素使酶蛋白的亚单位结合在一起，或把酶作用的化学物质聚集在酶的活性中心。铁、铜、锌、钻、锰、铝等，能和疏基、胶基、异吡唑基、按基、羟基等配位基或分子基因相络合，形成络合物，存在于蛋白质的侧链上。
2.在激素和维生素中起特异的生理作用
某些微量元素是激素或维生素的成分以及维持其活性的重要部分，如缺少这些微量元素，就不能合成相应的激素或维生素，机体的生理功能就必然会受到影响。如甲状腺激素中的碘和维生素B12中的钴都是这类微量元素。
3.输送元素的作用
某些微量元素在体内有输送普通元素的作用。如铁能够携带血红蛋白中的氧，没有铁就不能合成血红蛋白，氧就无法输送，组织细胞就不能进行正常的新陈代谢，机体就无法正常地生存。
4.调节体液渗透压和酸碱平衡
微量元素在体液内，与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压和体液酸碱度的作用，保持人体的生理功能正常进行。
5.影响核酸代谢
核酸是遗传信息的携带者，核酸中含有相当多的铬、铁、锌、锰、铜、镍等微量元素。这些微量元素，可以影响核酸的代谢。因此，微量元素在遗传中起着重要的作用。
6.防癌、抗癌作用
有些微量元素，有一定的防癌、抗癌作用。如铁、硒等对胃肠道癌有桔抗作用；镁对恶性淋巴病和慢性白血病有抬抗作用；锌对食管癌、肺癌有桔抗作用；碘对甲状腺癌和乳腺癌有桔抗作用。
铁
(一)铁的生理作用
在人体中铁的含量只有0.004%，与钙的含量相比，可以说是微乎其微。但铁是组成血红蛋白的一种不可缺少的元素。人体中有72%的铁以血红蛋白的形式存在。它是一种含铁的复合蛋白，是血液中红细胞的主要成分。血红蛋白在血液中承担着输送氧气的重大使命。
铁是一种变价元素。因为铁从一种价态转变为另一种价态时，需要消耗（或放出）的能量极少，所以它是血液中氧的良好载体。当血液进入肺部后，红细胞中的铁与呼吸作用吸进来的新鲜氧气相结合，铁以低价转变成高价；当血液进入到身体其他部位时，红细胞中的铁，由高价被还原为低价，并释放出氧气，供组织进行氧化反应。1个血红蛋白分子中具有4个Fe2+，因此它可同4个氧分子进行可逆结合。血红蛋白的相对分子质量为64000~67000，因此64000~67000克血红蛋白可结合22.4×4=89.6升氧，即1克血红蛋白可结合1.34~1.36毫升氧。
实际上，血红蛋白的功能并不仅是输送氧气，而且它还运送二氧化碳和维持血液酸碱平衡，这些功能也是与铁分不开的。
(二)缺铁性贫血的主要症状：
（1）由于供氧不足，体内的血液更多地流向重要的脏器，而通向暂时影响不大的皮肤、黏膜的血管开始收缩，因而常会出现皮肤、眼睑内黏膜变白。特别是口唇、指甲和耳垂等部分，这种现象更为明显。
（2）由于无法供给细胞足够的氧气，从而导致身体出现各种不适，呼吸急促、心跳加速、乏力、易疲劳、食欲减退以及嗜睡等。
（3）缺铁性贫血还容易造成脑内缺氧，从而影响到正常的思维，使思考能力变差，健忘以及经常出现头晕、眼花、耳鸣等。对于2岁以内的婴幼儿，还会直接影响到脑的正常发育以及身体的发育。此外，还会影响到蛋白质的合成和能量的利用等。
缺铁性贫血起病缓慢，当每天摄入的铁数量不足时，并不会立即发生贫血，而是利用身体中贮备的铁。当贮备的铁用完，开始向贫血的倾向发展时，也不会立即出现上述症状，甚至多数人连自我感觉都不明显。当病人到医院就诊时，病情一般都已发展到了中度贫血。因此，经常注意铁的补充，并使体内有一定数量铁的贮备，以保证身体的真正健康，非常必要。
(三)铁的补充
（1）含铁丰富的食物。动物肝脏（每百克含铁25毫克）、动物全血（每百克含铁15毫克），其他为肉类、淡菜、虾米、蛋黄、黑木耳（干）、海带（干）、芝麻、芝麻酱、大豆、南瓜子、西瓜子、芹菜、苋菜、菠菜、韭菜、小米以及红枣、紫葡萄、红果、樱桃等，含铁都很丰富或较为丰富。
（2）提高铁的吸收利用率。设法提高铁的吸收和利用率也是重要的。动物肝脏、血和肉中的铁，是以血红素形式存在的，最容易被吸收，其吸收率一般为22%，最高可达25%。植物中所含的铁，大多是以植酸铁、草酸铁等不溶性盐的形式存在，所以难以被人吸收、利用，其吸收率一般在10%以下。
实验证明，铜也参与人体的造血过程，并能够影响铁的吸收、运送和利用。因此，在补充铁的同时，还要适当补铜。此外，维生素C能促进肠内铁的吸收。
铜
(一)铜的生理功能
人体里的含铜量比铁还要少。可是，缺了它造血机能就会受到影响，也会造成贫血现象。在人体中，有许多生物化学反应，都要靠酶的催化，人体内至少有11种氧化酶，都含有铜离子。例如，有一种能促使体内的亚铁离子(Fe2+)氧化成铁离子(Fe3+)的亚铁氧化酶，就是一种含铜0.34%的大分子。它对体内铁的运输和利用，有重要作用。缺了它会造成血色素下降，这就是缺铜性贫血。另外缺铜会造成骨胳变脆、心血管功能紊乱、皮下出血等症状。
近几年科学家研究结果表明，人体里的铜元素，对人体骨架的形成，有十分重要的作用。凡摄入足够铜元素的少年，身高都在平均身高以上，而那些低于平均身高的少年，铜的摄入量，大都低于标准值。个别矮个少年，铜的摄取量，要比高个子少年低50%~60%。
铜元素在机体组织发生癌变过程中还起着抑制作用。如我国一些边远地区的妇女和儿童，由于佩戴铜首饰，加上日常生活中经常使用铜器，佩戴铜首饰的人癌症发病率较低这些地区的癌症发病率很低。另外，铜还有预防心血管病、消炎抗风湿等等作用。
(二)人体内的铜含量
营养生物学研究证实，人体内微量元素铜的含量为100~150毫克，其中肝脏含10~15毫克，占全身总含量的10%。新生儿肝脏中铜含量远高于成人，这是由于母乳中缺少铜，因而将胎儿期储存在肝脏的铜用于克服出生后最初几个月的铜供给缺乏。正常人血浆铜水平为100毫克/10动物肝脏含有丰富的铜元素0毫升~200毫克/100毫升，人体每日用膳食提供的铜量常为2~5毫克，其中0.6~1.6毫克被吸收而维持体内铜代谢平衡。
(三)含铜丰富的食物
目前人们膳食中铜元素偏低，对身体健康很不利。因此，必须借助膳食来提高铜的摄入。在各种食品中，首数动物肝脏的铜含量为最高，其次是猪肉、蛋黄、鱼类、蛤、蚌、牡蛎和贝壳类食物，其他如香菇、芝麻、黄豆、黑木耳、果仁、杏仁、燕麦、荠菜、菠菜、龙须菜、芋头、油菜、香菜等。同时，也可有意识地使用铜制炊具，帮助机体摄取补充铜元素。但应该着重指出的是，人体对铜的需求量与中毒量十分接近，因此，切不可擅自滥服铜制剂，以预防过量中毒。
锌
(一)锌的生理功能
正常成人含锌1.5~2.5克，其中60%存在于肌肉中，30%存在于骨胳中。身体中锌含量最多的器官是眼、毛发和睾丸。跟铜有些相似的是锌也是多种酶的成分，近年来发现有90多种酶与锌有关，体内任何一种蛋白质的合成都需要含锌的酶。锌可促进生长发育、性成熟，影响胎儿脑的发育。缺锌可使味觉减退、成人每日锌需求量为2.5毫克食欲不振或异食癖、免疫功能下降，伤口不易愈合。
(二)锌的供给量标准及富含锌的食物
我国锌的供给量标准，成人除孕妇、乳母外为1.5毫克/每日。动物性食物是锌的主要来源，如牡蛎、鱼、海产品、豆类及谷类也含有锌。蔬菜、水果中含量极低。谷类等含锌与当地土壤含量有关。
由于锌与铜在某些方面竞争，因此铜过量会导致锌的缺乏，锌过量也会导致铜的缺乏。
碘
(一)碘的吸收和转化
甲状腺是参与人体生长发育和代谢的重要腺体，它位于颈部咽喉前下方，分左右两叶，中间由峡部相连，约20克~25克，一般被皮下脂肪和肌肉覆盖着，看不见摸不着。甲状腺分泌甲状腺激素。合成甲状腺激素的主要原料是甲状腺球蛋白（包括其中的酪氨酸）和碘。
碘有2种来源：体内甲状腺激素代谢过程中脱下的碘可以再利用，但食物供应是碘的主要来源。每天食物中的微量无机碘经胃肠道吸收进入血液，被甲状腺组织从血浆中迅速摄取并浓缩、贮存。人体含碘物的90%集中在甲状腺内。
(二)碘缺乏对人体的危害
人体一旦摄入的碘不足，甲状腺激素合成减少，机体就会出现一系列的障碍。我们将缺碘而造成的障碍统称为碘缺乏病。它不是单一的一种疾病，而是一系列疾病、障碍的总称，对人类健康造成极大的危害。主要有：
(1)地方性甲状腺肿：在缺碘地区，不分性别、年龄都可能发生。人体缺碘造成甲状腺激素合成不足，分泌量减少，使脑垂体促甲状腺激素分泌增多，刺激甲状腺增强作业，久而久之，甲状腺细胞呈现活跃性的增生和肥大，从而导致了甲状腺肿的发生。
(2)呆小症：是由于母体严重碘缺乏而影响了胎儿和哺乳期婴幼儿的大脑发育造成的。该病的临床表现为：傻、哑、聋（有程度不同的语言和听力障碍）、小（身体矮小，有的成人只有60~70cm高）、瘫。面容特殊：头大、傻相、表情迟钝、眼间距宽，塌鼻梁、鼻孔朝天、厚唇、舌外伸、流涎等。
(3)成年人甲状腺机能低下：成人期甲状腺激素分泌不足，将会导致中枢神经系统兴奋性降低，常见说话和行动迟缓、记忆力减退、淡漠无情与终日思睡。
(4)孕妇缺碘可造成不孕、早产、死胎、畸形、新生儿甲状腺功能低下、单纯性聋哑及新生儿死亡率增高。
(三)科学食用碘盐
碘盐可有效地预防碘缺乏病。我们要科学地食用碘盐，以提高碘的利用率。
首先，食用碘盐贵在坚持。人体补碘是一个长期性、日常性和生活化的过程，正常人应经常食用碘盐，最好是天天食用。
其次，碘盐储存方法要适当。碘盐应贮存于玻璃或陶瓷罐中，加盖密封放置于低温阴凉处。同时，碘盐不宜久存，要随食随买为宜。以前的碘盐含碘盐是在食盐中掺入碘化钾制成，但由于碘化钾在空气中易被氧化，会造成碘流失，且价格较贵，故我国从1989年起规定食盐中不加碘化钾，改加碘酸钾（KIO3）。碘酸钾是一种较强的氧化剂，在空气中或遇光都是不会被氧化的；而且碘酸钾是离子晶体，沸点高，不具挥发性，所以炒菜时不必强调在出锅前或食用时才加盐。一些科普文章中强调碘盐要避光保存，烹饪加碘盐忌早宜迟等，实际上是指的碘化钾来说的，对于碘酸钾不存在这些情况。碘盐虽然在空气中不会被氧化，但为防止被还原，也要注意以密封保存为好。
氟
(一)氟在人体内的分布
氟在人体内的分布地点主要集中在骨胳、牙齿、指甲和毛发中，尤以牙釉质中含量最多。骨胳中以长骨的含氟量最多。依次为股骨＞肱骨＞掌骨＞颅骨＞腰椎。男性骨胳中氟含量高于女性，且随年龄增长而升高。人的内脏、软组织、血浆中含氟量较低。成年人体内含氟约为2.9克，仅次于硅和铁。氟的生理需要量为0.5~1毫克/日。氟对人体的安全范围比其他微量元素要窄得多，从满足人体对氟的需要到由于过多而导致中毒的量之间相差不多。
(二)氟的吸收
肠、胃是氟吸收的主要部位。从肠、胃吸收的氟，能很快进入血液，其中绝大部分与白蛋白结合（约75%），一小部分以氟化物的形式参与运输，并很快进入组织、唾液、肾脏里，大量聚集在骨胳及牙齿内。影响氟吸收量的因素主要是含氟量，其次为氟的存在形式。溶解度高的氟化钠最易吸收，氟化钙较差。食物及水中含Ca、Al多时将干扰氟的吸收，铁则可促进氟的吸收。谷类食品含氟量低，吸收率低，海产品含氟量高，吸收率亦高。
(三)加氟牙膏能防龋齿