Kognitive Leistungsfähigkeit umfasst eine Reihe von verschiedenen, aber häufig miteinander zusammenhängenden Prozessen. Hierzu gehören zum Beispiel Wahrnehmung, Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Aktivierung, Informationsverarbeitung und Bewegungssteuerung, aber auch hoch komplexe Fähigkeiten und Prozesse wie Problemlösung und Intelligenz. Der Einfluss von Nahrungsfaktoren auf die kognitive Leistungsfähigkeit muss dahingehend differenziert werden, ob die Auswirkung des Nahrungsfaktors als akute, kurzfristige Folge (normalerweise im Minuten- bis Stundenbereich) einer Nahrungsaufnahme erfasst wird oder als langfristige Folge einer chronischen Nahrungszufuhr bzw. Ernährungssituation (über Monate oder gar Jahre). Es gibt inzwischen eine Vielzahl von Studien, die die Auswirkungen unterschiedlicher Nährstoffzufuhren, namentlich unterschiedlicher Makronährstoffrelationen auf verschiedene Aspekte der kognitiven Leistungsfähigkeit untersuchen. Eine zusammenfassende Bewertung der experimentellen Studien ergibt, dass akute, kurzfristige Interventionen mit einer hohen Zufuhr an Kohlenhydraten und einer geringen Zufuhr an Protein in der Regel beruhigend und angstreduzierend wirken. Eine hohe Zufuhr an Proteinen bei gleichzeitig geringer Zufuhr an Kohlenhydraten wirkt in der Regel aktivierend und hat eine Verbesserung von Reaktionszeiten zur Folge. Interventionen, die einen Anstieg der Blutglukose bewirken, führen zu einer Verbesserung von Gedächtnisleistung und Reaktionszeiten, während ein Absinken des Blutglukosespiegels mit einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einhergeht. Die wenigen verfügbaren Studien deuten an, dass eine schlechte Glukoseregulationsfähigkeit mit verschlechterter kognitiver Leistungsfähigkeit einhergeht. Langzeitstudien und Studien von komplexeren kognitiven Funktionen sind derzeit noch viel zu selten oder fehlen gänzlich.