植物中天然存在的、提取或合成的糖类的聚合物，是聚合度（DP）≥3并且不能被人体小肠的酶类水解、难以消化吸收、对人体有健康意义的物质。
膳食纤维的主要成分是膳食中来自植物细胞壁所含的成分，它包括纤维素、半纤维素和果胶（这三种成分是非淀粉多糖，属于糖类），此外还有寡糖、木质素。膳食纤维不能被人体消化系统的酶类所消化，一些进入结肠，被细菌消化后再吸收。一般而言，学术界把糖苷键大于三的分子统称为膳食纤维。因为不消化的、聚合度为3～9的低聚糖（例如低聚果糖、低聚半乳糖）是很多食物中天然存在的组分，有证据表明，这些低聚糖具有“纤维素样作用”。
消化吸收和代谢
①消化吸收：膳食纤维不能被酶类水解，在小肠内部分不被消化吸收或完全不吸收。膳食纤维经过上消化道进入结肠，黏性纤维会延缓胃排空，因此能减缓小肠的吸收进程，并且延缓包括其他碳水化合物、脂肪在内的营养素的消化和吸收。
②结肠发酵：膳食纤维成分几乎都易被结肠中微生物厌氧发酵。发酵的程度由底物及宿主因子共同决定。较不容易发酵的纤维，诸如谷物木质化的表层，由于能够在末端结肠结合水，可以最为显著的增加粪便重量。可发酵的纤维也能够通过增加微生物的重量而增加粪便的重量。结肠中的微生物群落将纤维发酵生成二氧化碳、甲烷、氢和短链脂肪酸。
生理功能
不同结构的膳食纤维有不同的吸收代谢和不同生理效应，按照膳食纤维营养学特性和检测方法，可将其分为总膳食纤维（TDF）、可溶性膳食纤维（SDF）、不可溶膳食纤维（IDF）。它们的基本生理作用包括以下。
◎促进肠道健康和缓解便秘
适量的膳食纤维摄入，可以促进排便更规律性，减少粪便硬度、增加重量。多种膳食纤维都可预防和缓解这种肠道功能紊乱。
◎促进益生菌生长
可发酵性纤维在结肠中发酵产生的短链脂肪酸可以降低pH值，随着产生的气体如二氧化碳（CO2）和氢气（H2）作用，促进肠道生理蠕动。发酵产物诸如丙酸和丁酸，益生菌等，可以影响全身新陈代谢，如菊粉、果糖低聚糖和葡聚糖已经显示出其益生元特性，即它们能刺激有益肠道菌群，即双歧杆菌和乳酸菌，也能有利于丁酸菌的生长。短链脂肪酸比率会随着特定的微生物菌群构成和其他因素而发生改变。促进健康肠道菌群的生长；减少不良化合物（例如胺和氨、苯酚、次级胆酸）；生成营养素（B族维生素）和消化酶。
◎调节血糖
一些类型的膳食纤维延迟了葡萄糖从小肠的吸收，减慢了血糖增加的速度以及降低了最高血糖浓度，它因此减弱了胰岛素反应，导致血糖浓度的缓慢降低。也可能会影响胰岛素敏感性，抑制许多有害酵母和细菌的生长。
◎增加饱腹感
膳食纤维由于不消化，或可完全发酵，每克产生的能量较碳水化合物大大减少，普遍接受8千焦/克为其平均值。富含膳食纤维的食物多为体积大且能量密度低，因此认为膳食纤维可以促进饱食感和过饱，而且在能量平衡和体重控制上作用很大。
推荐摄入量
依据食物中膳食纤维的含量和食物平均摄入量来估算，美国提出的每人每天总膳食纤维摄入量为20～30克；英国提出的每人每日总膳食纤维摄入量为25～30克；中国营养学会提出的成年人每日总膳食纤维摄入量为25～30克，随膳食总能量摄入量不同而异，14岁以下儿童适当减少——考虑到生长需要，特别是能量摄入和营养素密度关系。鼓励每日至少食用一份全谷物食品。
食物来源
全谷物、蔬菜、水果是膳食纤维的主要来源，豆类、坚果和种子中的含量也很高。全谷物食物中主要的纤维来源于表皮，燕麦和大麦中水溶性、粘性的多聚糖、β-葡聚糖、果胶含量很高。由于蔬菜和水果中的水分含量较高，因此所含纤维的量就较少，但是使用率大，因此多数地区占到1/3以上。膳食中膳食纤维的主要来源是谷物；全谷粒和麦麸等富含膳食纤维，而精加工的谷类食品则含量较少。
食物中含量最多的是不可溶膳食纤维，含膳食纤维较多的食物有（单位：克/100克）：稻米1.0～3.0、小麦粉2.7～3.9、黄豆12.5、甘薯3.0、胡萝卜2.2～3.2、菠菜2.6、菜花2.4、橘2.4、苹果1.9～2.2、梨2.6～4.7。