En studie i International Journal of Fetma visade att energi som användes i vila var 25% lägre hos 15-åringar jämfört med när de var 10 - en minskning med 500 kalorier per dag.
Detta är detsamma som att skära ut en timmes ansträngande motion varje dag.
Studien visade att fynden var oväntade men kunde hjälpa till att förklara varför många tonåringar gick upp i vikt.
Merparten av energin människor bränner är bara att hålla sina kroppar tickar över - med hjälp av hjärnan, hjärta, lever och njurar - snarare än genom fysisk aktivitet.
I en tioårig studie efter 279 barn blev forskare från University of Exeter Medical School förvånade över att se hur många kalorier barnen brände i vila minskade kraftigt under puberteten.
Detta är en period av snabb tillväxt, som vanligtvis förbrukar massor av kalorier, men det var bara runt 16 års ålder som antalet kalorier som förbränns i vila började öka igen.
Under puberteten var det också en märkbar minskning av fysisk motion, särskilt bland flickor, vilket kunde öka viktökningen, sade forskarna.
Ungefär en tredjedel av skolbarnen i åldrarna 10-11 år i England är överviktiga eller feta.
Prof Terry Wilkin, som är verksam vid University of Exeter Medical School, sade: " Barnfetma och åtföljande diabetes hör båda till de största hälsoutmaningarna i vår tid.
"Våra resultat kan förklara varför tonåringar går upp i vikt i puberteten, och det kan hjälpa mål strategier därefter."
Prof Simon Capewell, vice ordförande för fakulteten för folkhälsa, sade resultaten visade att det fanns ett ännu större behov av att förbättra barns kost och skydda dem från skräpmat och söta drycker.
"Ungdomar som sitter runt med hjälp av sina smartphones och iPads bombarderas med skräpmat marknadsföring - samtidigt som de använder ännu färre kalorier än vi tidigare trott.
– Förra månadens regeringsstrategi om barnfetma bekräftade plikten för söta drycker, men var annars en katastrofal missad möjlighet.
"Vi behöver mycket hårdare reglering kring marknadsföring av skräpmat till barn - särskilt på TV och online."
En kraftig minskning av kalorierna som förbränns medan man vilar under tonåren kan bidra till ökningen av fetma.