卡路里（calorie，符号 cal）是一种能量单位，最初由热量定义，即把一定质量的水加热升高一定温度所需的能量。在日常语境中，尤其是食品营养标签上，"卡路里"通常指其 1000 倍的单位——千卡（kilocalorie，kcal，营养学中常写作 Calorie，首字母大写）。在国际单位制（SI）中，能量的标准单位是焦耳（joule），卡路里不属于 SI 单位。
定义与单位
卡路里有两种历史上长期并存的定义。小卡（small calorie，也称克卡、gram calorie，符号 cal）是使 1 克水升高 1 °C 所需的热量；大卡（large calorie，也称千克卡、kilogram calorie，符号 kcal 或 Cal）则是使 1 千克水升高 1 °C 所需的热量，二者相差 1000 倍。
由于水的比热容随温度略有变化，小卡的精确定义还需指明温度区间。常见的做法是规定水从 14.5 °C 升至 15.5 °C。因此，历史上出现了若干略有差异的变体，例如国际蒸汽表卡（cal_IT，约 4.1868 J）、热化学卡（cal_th，4.184 J）以及 15 °C 卡（cal_15，约 4.1858 J）。在实际换算中，通常取 1 kcal ≈ 4.184 kJ。
历史
"calorie"一词源自拉丁语 calor（热）。据营养史研究，法国化学家、工程师尼古拉·克莱芒（Nicolas Clément）在 1819 至 1824 年于巴黎的讲座中引入了这一概念，并在 1824 年左右给出了最早的技术定义，即以 1 千克水升温 1 °C 为单位。他的讲课内容与萨迪·卡诺（Sadi Carnot）的热机研究密切相关，二人都接受当时流行的热质说，即热是一种可以守恒的物质。也有通俗资料把这一词汇归于拉瓦锡，但史学研究主要将其归于克莱芒。
19 世纪中叶，詹姆斯·普雷斯科特·焦耳等人建立了热功当量的概念，热由此被理解为能量的一种形式，卡路里逐渐与功和能量的单位相联系。1948 年国际计量大会（General Conference on Weights and Measures）建议放弃卡路里，理由是它无法直接由基本单位导出；1954 年确立 SI 基本单位后，热能统一以焦耳计量。1970 年，美国营养学会（American Institute of Nutrition）的命名委员会建议科学出版物以千焦（kJ）取代千卡。
在食品领域，美国营养学家威尔伯·阿特沃特（Wilbur Olin Atwater）在 19 世纪末的研究中采用卡路里作为食物能量单位，并建立了宏量营养素换算系统，使卡路里在营养学中延续下来。
食物能量与阿特沃特系数
在营养学中，卡路里用于表示食物所含的化学能，即食物在人体内被代谢后释放的能量。
阿特沃特系统（Atwater system）以"4-9-4"（或 4-4-9）规则著称：每克蛋白质约 4 kcal，每克碳水化合物约 4 kcal，每克脂肪约 9 kcal。这一系统是食品标签计算能量的基础。它只是平均值，并非精确的物理常数。阿特沃特本人也提出了针对不同食物的"特定系数"，例如鸡蛋蛋白质约为 4.36 kcal/g，马铃薯蛋白质约为 2.78 kcal/g，二者差异显著。因此，即使使用同一套宏量营养素数据，不同计算方法得出的能量也可能略有不同。
食品能量通常通过测量燃烧热来确定。在实验中，将食物在量热计（calorimeter）中充分燃烧，测定释放的热量，作为其能量值的依据，同时结合消化率等修正。
人体能量平衡
人体从食物与饮料中获得能量，用于维持体温、基础代谢以及身体活动。营养学通常以"能量摄入与消耗"的平衡来描述体重变化：摄入长期高于消耗会导致体重增加，反之则减少。能量与代谢的具体过程属于生理学范畴，细胞呼吸是其中释放化学能的主要途径。
局限与争议
卡路里的主要争议集中在三个方面。
第一是单位本身的混乱。同一个词"calorie"既可指 cal，也可指 kcal，而 cal 与 kcal 之间相差千倍，这一现象常被称为"calorie confusion"。有研究认为，科学界应统一采用焦耳，并停止使用千卡；但美国食品标签仍以卡路里（Calories）标示能量，公众用法也已根深蒂固。
第二是换算系数的近似性。4-4-9 规则只是平均值，不同食物中同类营养素的实际可利用能量可能有明显差异。纤维、酒精、糖醇以及某些加工食品的换算误差尤为突出，因此标签数值应被理解为估计值。
第三是测量与应用的局限。量热法测量的是食物完全燃烧释放的热量，而人体对食物的消化和吸收并不完全；个体的代谢、活动水平和肠道微生物也会影响实际能量获取。因此，卡路里数值更适合作为参考，而非对个体能量需求的精确测定。
相关条目
卡路里的定义依赖于热、温度和水的性质，其概念基础属于热力学。在营养学应用中，它与营养、碳水化合物和蛋白质密切相关。食品能量过剩与肥胖症之间的关系是公共卫生研究的重要议题，但该问题超出了单位本身的讨论范围。
参考来源
- Calorieen.wikipedia.org
- calorie - wikidocwikidoc.org
- Nicolas Cl%C3%A9menten.wikipedia.org
- History of the Calorie in Nutritionjn.nutrition.org
- Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"?ncbi.nlm.nih.gov
- Atwater systemen.wikipedia.org
- Why are calories not adding up with the 4-4-9 rule?nutriadmin.com
- How Are Calories Calculated on Food Labels? (Free Calorie Calculator and PDF handout) — Food and Health Communicationsfoodandhealth.com
- Calorie - an overviewsciencedirect.com
- 3.5: Energy And Caloriescourses.lumenlearning.com