Основной источник питания грибов — углеводы и азотистые вещества. Растворимые углеводы, моно- и дисахариды часть грибов (симбиотрофы) получают от растений в процессе симбиотических взаимоотношений. Сапротрофы используют полисахариды — крахмал — и в особенности растительную клетчатку благодаря наличию фермента целлюлазы, с помощью которой клетчатка распадается до глюкозы или других веществ, легко усвояемых грибным мицелием. В отношении азотного питания многие грибы в отличие от растений менее требовательны, потребляя в качестве источника как нитратный, так и нитритный азот или даже в отдельных случаях атмосферный азот. Как правило, усвоенный азот остается в мицелии и в форме хитина закрепляется в составе оболочки грибных гиф. В связи с этим грибы являются биологическим аккумулятором азотсодержащих веществ, накапливая в своих плодовых телах в 2—3 раза больше азота, чем его содержится в среде. Для лесов умеренного климата в плодовых телах грибов содержится 80—100 кг/га азота, который при их отмирании возвращается в почву и потребляется растениями. Это очень большая цифра, учитывая особо важную роль, которую азот имеет для автотрофов.

Около 90% веса плодовых тел грибов и мицелия составляет вода. Из остальных 10% в среднем 20—40% приходится на белок, 18—20 — на липиды (сырой жир), 17—30 — на маннит, 20—27 — гемицеллюлозу, от 2 до 36 — на лигнин и примерно 3% — на хитин. Грибные белки содержат большое количество аминокислот, в том числе и незаменимых. Наиболее полный набор аминокислот (до 22) обнаружен в белом грибе. В грибах отмечено повышенное содержание глутаминовой и аспарагиновой аминокислот, аргинина и лизина, что характерно для животных белков. Содержание белков и аминокислот в грибах сильно варьирует в зависимости от вида, местообитания, возраста плодового тела и способа заготовки съедобных грибов. Так, например, в сушеных белых, маслятах, опенке осеннем белков больше, чем в маринованных. Общее содержание белка в осеннем опенке в 2 с лишним раза меньше, чем в белом. В шляпках грибов всегда больше белков, чем в ножках. Различается их количество в плодовых телах одного и того же вида, но разного возраста. В молодых грибах белков больше, чем в старых.

Очень противоречивы сведения об усвояемости грибных белков. Наличие большого количества клетчатки и присутствие хитина в грибах существенно ограничивают их усвояемость, которую по последним данным можно приравнять к усвояемости растительных белков, но которая сильно уступает усвояемости животных белков.

В процессе обмена веществ в грибах синтезируются широко распространенные летучие пахучие вещества, составляющие основу их своеобразного аромата. Запах мякоти плодовых тел часто является таксономическим признаком и определяется соответствующими соединениями. Аромат грушевой эссенции вызван присутствием уксусно-этилового эфира, апельсинов — неролома и иононома, яблок — эфиров уксусной и других кислот, аниса — анитола. Запах у чесночника определяется наличием S-аллил-L-цистеин — сульфоксилом, а у млечника камфорного — наличием камфоры. В результате реакций неполного окисления в грибах образуются органические кислоты — лимонная, щавелевоуксусная, фумаровая, яблочная, муравьиная.

Грибы, помимо органических, содержат большое количество минеральных элементов. В составе грибной золы доминируют калий, содержание которого в различных видах колеблется от 33 до 65%, и фосфор — от 6 до 28%. Калий участвует в углеводном обмене, а фосфор в виде соединений фосфорной кислоты — в биосинтетических и обменных процессах. Кальций и марганец составляют 1 и 0,5% от веса золы соответственно. Они оказывают синэргическое действие на процессы роста и накопления массы грибов. Магний встречается также в небольших количествах (от 0,1 до 2,5% к весу золы) и участвует в процессах окисления, являясь активатором ферментов. Из микроэлементов в грибах найдены марганец, литий, цинк, цезий, ванадий, рубидий, медь и железо. Большинство микроэлементов входит в состав ферментов. Содержание марганца в плодовых телах грибов колеблется от 4 до 129 мг/кг сухого веса, но для большинства наших съедобных грибов оно составляет в среднем 30—40 мг/кг сухого веса. Наименьшее его количество обнаружено в плодовых телах трубчатых грибов, наибольшее — в пластинчатых, например в сыроежках (до 90 мг/кг). Цинка больше всего в мухоморах (до 210 мг/кг сухого веса), меньше в лисичках — 140, еще меньше в сыроежках — до 100 мг/кг. Количество меди в грибах сильно варьирует в зависимости от вида, например в подберезовике ее 21,6 мк/кг сухого веса, в шампиньоне — 66,6, в зонтике — 168,2 мг/кг. Максимальное содержание цинка и меди отмечено в шляпках, где наиболее интенсивно протекают обменные процессы, в ножках их количество почти вдвое меньше. Количество лития в грибах невелико и колеблется в пределах от 0,09 до 1,8 мг/кг сухого веса, а рубидия, наоборот, очень много; например, в паутинниках — 1500 мг/кг и более. Содержание других элементов в грибах (в мг/кг сухого веса) таково: фтор — от 0,2 до 1,0; ванадий — от 0,6 до 2,4; молибден и серебро — от 0,1 до 0,7; кобальт — от 0,13 до 1,0; мышьяк — от 0 до 2,4. Количественное содержание микроэлементов в грибах более или менее зависит от присутствия их в субстрате.

Грибы обладают избирательной способностью к накоплению элементов, в частности опасных для здоровья людей. Уровень их содержания служит показателем загрязнения окружающей среды, причем в этом плане индикационные способности грибов ни в коей мере не уступают лишайникам. Особую опасность представляет тенденция съедобных грибов к накоплению тяжелых металлов в районах промышленных выбросов, крупных городов, железнодорожных и шоссейных, магистралей. Эта способность у них выражена гораздо резче, чем у высших растений и других организмов. Вот почему нельзя собирать грибы в местах, загрязненных отходами производства. Это касается абсолютно всех грибов, а не только печально знаменитой в последнее время свинушки. Вот, например, данные о шампиньоне обыкновенном, собранном в аллеях и парках Москвы и местообитаниях Подмосковья, не подверженных антропогенному загрязнению. Содержание меди у грибов в первом случае по отношению ко второму превышало 13 раз, свинца — 2, кадмия — 7, никеля — 2, хрома — 2,5 раза. Биологическим накоплением кадмия отличается подберезовик и зонтик, а меди — свинушка, черный груздь и дождевик-головач. В грибах ртути может быть в 30—550 раз больше, чем в почве под ними. В сыроежках тяжелых металлов накапливается меньше, чем в шампиньонах, подберезовиках, говорушках. Особой способностью к накоплению кобальта и цинка отличается летний опенок. По мере удаления от центра загрязнения накопление в грибах таких элементов, как ртуть, свинец и кадмий, падает. Максимальное содержание ртути установлено для представителей рода «шампиньон», много ее и в белом грибе. Само по себе высокое содержание токсичных элементов в грибах, собранных в местах загрязнения, опасно для здоровья человека, но беда еще и в том, что накопление их вызывает ряд необратимых перестроек в биохимическом аппарате грибов. Это явление пока что мало изучено, но наверняка представляет угрозу именно поэтому.

Высокое содержание тяжелых металлов в плодовых телах съедобных грибов вызывает такое же отравление, как и ядовитые грибы.

Группу безусловно ядовитых грибов составляют около 20 видов. Характер отравления определяется количеством съеденных грибов и состоянием здоровья человека. Отравления со смертельным исходом вызывают: бледная поганка, мухоморы — пантерный, вонючий, красный, весенний, зонтик гребенчатый, паутинник оранжево-красный, шампиньон желтокожий, волоконница Патуйяра, серно-желтый и кирпично-красный опенок, беловатая и восковатая говорушки, серая энтолома, тигровая, белая и серо-желтая рядовка, ложнодождевик, строчок. Некоторые грибы могут вызывать отравления при неправильной их обработке, например при кратковременном кипячении (строчки, черные грузди и другие млечники с едким соком). А вот навозники белый и серый ядовиты только при употреблении их со спиртными напитками, так как содержат токсин, не растворимый в воде и легко растворимый в спирте. Рядовка тигровая, ложнодождевик, шампиньоны желтокожий и пестрый, энтолома выемчатая, как и неправильная обработка названных выше грибов, вызывают кишечно-желудочные отравления, сопровождающиеся рвотой и обезвоживанием организма. Признаки отравления проявляются через 1 ч (не позже) после употребления грибов в пищу и не приводят обычно к смертельному исходу.

Мускарин и производные иботеновой кислоты — трихоломовая кислота, мусцимол и мусказон, присутствующие в мухоморе красном, волоконнице Патуйяра и мухоморе пантерном, вызывают нарушения центральной нервной системы, выражающееся в галлюцинациях, приступах смеха или плача, снижении кровяного давления, потери сознания. В большинстве случаев такие отравления приводят к смерти, особенно детей и взрослых с ослабленным состоянием здоровья. Галлюциногенными свойствами, не приводящими к смертельному исходу, обладают псилоцибин, биацистин и норбеоцестин, выделенные из грибов рода «псилоцибе» и некоторых строфарий. Один миллиграмм псилоцибина вызывает у человека состояние опьянения, а доза свыше 60 мг — галлюцинации и чувство невесомости.

Группа аманитинов, фаллатоксинов, вирозин — самые опасные грибные яды, вызывающие некроз печени и почек и растворение эритроцитов крови. Они присутствуют в смертельно ядовитых грибах: бледной поганке, паутиннике оранжево-красном, мухоморе белом и вонючем. Даже очень небольшое их количество вызывает тяжелейшие отравления. Особую опасность они представляют потому, что признаки отравления наступают не ранее 1—2 дней, когда токсины уже произвели необратимые процессы во внутренних органах: жировое перерождение печени, разрушение почек и селезенки, застой крови.

В народе распространено поверие, что если снять кожицу со шляпки мухомора, то их можно употреблять в пищу без особого вреда. Это не так, все части ядовитых мухоморов одинаково опасны. Еще существует мнение, что ядовитые грибы не поражаются насекомыми. Это тоже неверно — бледная поганка и другие виды мухоморов так же «червивеют», как и съедобные грибы. Для личинок грибных комаров и мух токсины этих грибов не приносят вреда. Ядовитые грибы не обладают каким-либо специфическим запахом, у всех обыкновенный приятный грибной аромат, кроме, пожалуй, мухомора вонючего. Поэтому единственный способ избежать отравления грибами — знать их «в лицо» и никогда не собирать незнакомых для вас грибов. Лучше оставить сомнительный гриб в лесу и не рисковать своим здоровьем, тем более что некоторые ядовитые грибы очень похожи на съедобные. История донесла до нас случаи отравления грибами. Жена и дети древнегреческого трагика Еврипида умерли от отравления грибами. Такая же участь постигла Аппия Северина — начальника телохранителей императора Нерона, папу Климента VII и французского короля Карла VI, римского императора Клавдия. Зарегистрированы и в наше время случаи единичного и массового отравления грибами.