猫是专性食肉动物。从营养学分析，猫在进化过程中以猎物为食，必须从动物组织中摄取某些特定营养物质，这些营养物质在其他食物中可能含量不足或不存在。猫的蛋白质需求远高于犬，同时还需要更多的精氨酸、含硫氨基酸以及某些B族维生素。野生猫和流浪猫获得食物的主要方式是捕猎，猎物也是它们的主要食物来源。猎物提供能量和营养，就像配方食品中的成分提供能量和营养一样。如果猎物完全满足猫的营养和能量需求，猫就能生存。否则，可能导致个体或物种难以生存。这种多少依靠运气和机会获得猎物的方式，并不意味着猫的生理只能接受这种饮食。通过科学配制的商业猫粮或家庭自制食物，同样可以满足猫的营养需求。营养素可以分为两类。“必需”营养素必须由饮食提供，因为体内无法合成足够的此类营养素。“非必需”营养素同样是动物需要的，但只要前体物质充足，机体可以自行合成足量的该营养物质，如许多非必需氨基酸（如丙氨酸、谷氨酰胺、酪氨酸等）和葡萄糖。葡萄糖是细胞能量的重要来源。尽管它在生理上不可或缺，但因其可通过氨基酸转化生成，所以不需要额外从食物中直接摄取。

碳水化合物

猎物与商业化宠粮在营养组成上的差异，特别是碳水化合物（CHO）的含量，使得部分人认为市售干粮可能不适合猫食用。有研究认为，CHO可能增加猫患糖尿病或肥胖的风险，因此不应出现在猫的饮食中。大多数猫确实并不需要从饮食中摄取碳水化合物。这一点同样适用于犬、人类以及大多数哺乳动物。但是由于葡萄糖对生存极为重要，生物体内存在多种机制确保其在细胞水平上的持续供应。饮食中的CHO可用作葡萄糖的直接来源；在没有CHO的情况下，蛋白质可通过糖异生产生葡萄糖。与人类相似，猫会根据生理需求调节肝脏的糖异生，并根据蛋白质和CHO的摄入情况调整蛋白质的氧化速率，只要确保蛋白质的最低需求即可。因此，当膳食蛋白质含量不足时，CHO可以起到“节省蛋白质”的作用，从而减少蛋白质的消耗。猫在碳水化合物代谢方面具有一些特别之处，如缺乏甜味受体、缺乏葡糖激酶，以及消化酶活性相对较低。尽管如此，猫仍能够高效地消化和代谢CHO。

多项研究显示，商业化猫粮和实验性猫粮中CHO的消化率通常超过80-90%，与犬表现相当。虽然猫缺乏葡萄糖激酶，但其体内丰富的己糖激酶完全能够支持碳水化合物的代谢。正常情况下，猫的代谢能力并不受限制，只是可能比犬代谢速度略慢。猫体内己糖激酶的代谢动力学与它们的饮食习惯密切相关，即每天少量、多次进食，这一习惯与碳水摄入量无关。有人提出高碳水饮食可能导致持续的高血糖，从而引发“β细胞功能衰竭”和糖尿病。虽然高碳水饮食后可能会导致餐后血糖升高，但研究表明，只有当饮食中CHO含量超过50%，而蛋白质含量极低（约22%）时，健康猫才会出现高血糖。即使在这种极端情况下，血糖升高水平仍远低于导致“葡萄糖毒性”的临界值。流行病学数据不支持高碳水饮食（如干粮）作为患糖尿病的风险因素。相反，肥胖和缺乏运动才是猫糖尿病的主要风险因素。因此，尽管在控制猫糖尿病时，低碳水饮食可能具有一定优势，但目前没有证据表明碳水摄入是糖尿病的直接诱因。

蛋白质

猫对蛋白质的需求远高于犬和大多数其他动物，这使得猫应摄入多少蛋白质以及其适应低蛋白饮食的能力成为争议。早期研究曾认为猫无法降低蛋白质分解代谢和糖异生的水平，但后来研究表明，这一结论并不正确。猫的蛋白质代谢可以根据饮食中蛋白质和CHO的比例以及血糖水平灵活调节，只要蛋白质摄入量足够，它们就能够适应不同的饮食结构。猫每天摄入2.5克蛋白质/公斤体重即可维持氮平衡。然而，多项研究提出疑问：维持氮平衡是否足以实现某一物种的最佳健康状态？长期低蛋白饮食虽然能维持氮平衡，但可能会削弱免疫功能，使动物更易感染疾病、受到环境压力或寄生虫的影响。为了维持瘦体重（LBM）或蛋白质的正常代谢，犬猫需要的蛋白质摄入量是维持氮平衡所需量的两到三倍。成年猫每天需要从蛋白质中摄取约34%的热量（相当于每天5克/公斤体重）才能维持瘦体重和整体健康。高蛋白饮食在猫的体重管理中发挥重要作用，帮助减脂同时维持瘦体重，并有助于降低体重反弹的风险。猫需要的是氨基酸，而不是必须从肉类中获取蛋白质。这些必需和非必需氨基酸可以有多种来源。猫无法消化或利用植物来源蛋白质的说法并不成立，因为无论来源如何，蛋白质在代谢过程中都会分解为氨基酸，身体无法区分特定的氨基酸是来自动物蛋白还是植物蛋白。

虽然植物蛋白，如大豆、玉米、麦谷蛋白或米谷蛋白，不足以提供猫所需的全部必需氨基酸，因此不能作为唯一的蛋白质来源，但植物蛋白是可良好消化，也是许多氨基酸的良好来源。经过恰当的烹饪并与其他氨基酸来源搭配使用，植物蛋白可以作为猫完整、平衡的营养成分的一部分。