動物が食餌を捕食することはごくありふれた行動であるが、ルイ・パスツールがアルコール発酵で証明したようにしたように、ウイルス等少数の例を別にするならば、生物が成長・繁殖細する為の物質は体外から取り込む必要があるし、生命活動を維持する為のエネルギーも生態系からの取り込みに依存している。この様な生物の外界に依存する仕組みが栄養の本質である。しかし、酸素の有無以外にも熱水噴出孔のような極限環境を含めて生物はあらゆる環境下にも生息しており、栄養素として取り込んだ物質を代謝して細胞や組織を構築する方法やエネルギー産生の方法もいろいろな方式が存在する。言い換えると生物が環境に適応する方法の一つとして取り込む物質を変化させるので、栄養素とされる物質も千差万別であり有機化合物であったり無機化合物であったりもする。分類的には有機化合物である栄養素は有機栄養素とよばれ、無機化合物である栄養素は無機栄養素ないしは栄養塩類とも呼ばれる。有機栄養素（ゆうきえいようそ、Organic nutrient）と呼ばれるものには、炭水化物、脂肪、たんぱく質（もしくは構成要素のアミノ酸）、ビタミンなどがある。また、ミネラルのような一部の無機化合物も栄養素である。栄養素が必要とされるのは、その物質が生体内の需要を生合成で賄うことができず、外部からの取り込みに頼ることが理由となる。需要量の点から栄養素を分類すると需要量の多い主要栄養素（しゅよう えいようそ、macronutrient）とそれとは相対的に少量の摂取で済む微量栄養素（びりょうえいようそ、micronutrient）とからなる。すなわち栄養素としてとりこまれる物質の比率は生物種によって異なるだけでなく、生物の置かれた環境や個体の成長段階によっても変化する。しかし、細胞を構築するための物質やエネルギー産生の為の物質はその必要量も多く、主要栄養素（しゅよう えいようそ、macronutrient）と呼ばれる。その一方、調節機構にかかわる物質は存在自体が少量な為、栄養素としての取り込み量も少量である。そのような栄養素は微量栄養素（びりょうえいようそ、micronutrient）と呼ばれる。すなわち、生物の構成要素としてたんぱく質、核酸、糖類は生物種によらず普遍的に利用されているので、それらの構成元素である炭素、水素、窒素、酸素、リンそして硫黄は主要栄養素を構成する元素である。また細胞内外に存在しさまざまな働きをするカルシウム、食塩（ナトリウムと塩素）、マグネシウム、カリウムなどの電解質も主要栄養素を構成する元素に含められる場合がある。微量栄養素で注意すべきは、単に生物体から検出されたからといって微量栄養素なのか単なる汚染なのかは識別することはできず、成長に必要な因子であるかどうかが明確になる必要がある。別の観点から見ると、栄養形式を主要栄養素の種類で大きく二つに分類することができる。その場合、二酸化炭素、水の他に無機栄養素だけで十分な独立栄養の場合とそれに加えて有機物から成る有機栄養素をも必要とする従属栄養の場合とが存在する。前者の代表が植物であり、多くの生物種は後者の方式を利用している。独立栄養か従属栄養かの違いは絶対的ではない場合もあり、ヤドリギや食虫植物などでは環境変化に応じて二つの栄養形式を使い分けている。
安政5年3月12日（1858年4月25日）、対外条約の勅許を求めて上洛した老中・堀田正睦に対し、これに反対する公卿・殿上人が猛抗議を加える事件（廷臣八十八卿列参事件）が起こったが、翌13日（4月26日）には熾仁親王も単独で外交拒絶・条約批准不可の建白書を朝廷に提出した。この建白書の一件に加え、大叔母である幸子女王（織仁親王第2王女）が毛利斉房の正室であったことなどから、熾仁親王は明治新政府の成立に至るまで、公家社会において三条実美とならぶ長州系攘夷派の急先鋒として認識されていた。熾仁親王は嘉永4年（1851年）、17歳の時に孝明天皇の妹・和宮親子内親王と婚約したが、安政7年（1860年）、大老・井伊直弼や関白・九条尚忠らの運動により、いわゆる公武合体策の一環として和宮は将軍・徳川家茂と結婚させることになった。同年8月22日（10月6日）、九条尚忠が自ら有栖川宮邸に出向いて父・幟仁親王と面談。このときの詳しい会談内容は不明だが、翌23日には宮家から婚約の猶予願いが武家伝奏宛てに提出され、これが事実上の婚約辞退願いとして受理された。この和宮との婚約解消は明治以降、小説や講談など大小の脚色がなされて庶民の間に「悲恋のストーリー」として流布し、数々の伝説を生み出すことになる。禁門の変の2ヶ月前である元治元年5月9日（1864年6月12日）、熾仁親王は父・幟仁親王とともに国事御用掛に任命されて朝政に参画し、親長州の立場から、松平容保や中川宮朝彦親王らの一会桑政権首脳部と対立した。しかしこのころ、長州藩を中心とする攘夷思想を嫌悪する孝明天皇は、熾仁親王の親長州的な言動に不快感と警戒心を示す内容の書翰を関白・二条斉敬や朝彦親王らに送っている。また、前述のとおり元来長州毛利家と縁戚で、自他ともに認める尊王攘夷論者だった熾仁親王は、有力な長州シンパとして一会桑政権から警戒されていた。禁門の変の発生前夜、熾仁親王は自邸に投げ込まれたとされる長州藩士の容保追討決起文を持参して幟仁親王と急遽参内し、一会桑政権首脳部や一会桑派の皇族・公家が不在のまま、中山忠能や正親町三条実愛らとともに宮中で周旋工作を図り、孝明天皇に松平容保の洛外追放を迫った。しかし、危険を察した孝明天皇が二条関白や朝彦親王、一橋慶喜などに参内を命じたことで形勢は一変する。孝明天皇の意を受けた慶喜の猛烈な抗弁や二条関白の松平容保追放拒否など、一会桑派の激しい抵抗にあう間に長州兵と御所守備諸藩兵との間で戦闘が始まり、長州藩兵討伐の勅命が下ったことから、長州の復権をもくろんだ熾仁親王らのクーデター計画は失敗に終わった。これら一連の動きにより、有栖川宮父子は長州軍敗退後ただちに一会桑政権から糾弾を受けた。家臣の一部は長州藩士と内通していた容疑で京都町奉行所に逮捕・拘留され、熾仁親王自身も二条関白や孝明天皇の怒りを買い、幟仁親王とともに国事御用掛を解任のうえ謹慎・蟄居を申し渡された。途中、朝彦親王や正親町三条実愛らが孝明天皇に幟仁・熾仁両親王の赦免嘆願を上奏したが、天皇はその勅勘を解かぬまま崩御した。両親王が謹慎生活で外部との接触を絶たれている間、長州征討、薩長同盟の成立、将軍・徳川家茂の死去と一橋慶喜の徳川宗家相続と将軍襲職、孝明天皇の崩御など情勢は大きく変化した。